娄成玉
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摘要:近些年,随着我国社会的发展,带动了人们生活水平的提高,对包括安全及舒适程度在内的汽车质量和性能等方面的要求得越来越高。激光焊接技术在汽车制造中的应用,能够有效提升焊接的精度以及质量,对汽车质量的提升有着重要的促进作用。本文首先对激光焊接技术的原理和优缺点进行简单介绍,然后介绍了几种激光焊接技术在汽车制造中的应用,旨在进一步促进对激光焊接技术的了解,增进激光焊接技术的应用。
关键词:激光焊接技术;汽车制造中;应用现状;发展
引言
汽车制造中积极采用先进的激光焊接技术,应重点研究技术的应用原理、类型与优势价值,探索提升汽车制造焊接技术水平的举措,不断优化相关的激光焊接技术的应用模式,达到预期的汽车制造领域发展促进作用。
1激光焊接技术工作原理
激光焊接技术是一种高速度、变形小、非接触的焊接方式,它具有热影响区域小、焊接质量高、灵活性高以及适应性强等的显著性特点,特别适合于大量与持续加工的在线加工企业。激光焊接技术的工作原理是以激光为焊接源,并将大部分的热源控制在一个极小的范围内,以此更加准确与快速地实现焊接部位的连接。在额定功率下,激光焊接技术可以实现对金属表面的快速加热,而在这一过程中,金属表面也会受到自身附加压力的影响而产生凹陷,再让激光射进凹陷低端,形成一个小且细长的孔,而这个孔又可以随着激光光速的移动而不断移动,当金属在孔前融化,就又会在孔后凝固,这一过程就产生了焊缝。另外,激光光速可以准确判断焊缝的深浅,当激光功率密度过高时,焊缝的深度和宽度就会随之增大,相应地当激光密度比较小时,焊缝的深度和宽度也会变小。在汽车制造过程中,主要应用的激光焊接技术有激光焊接、激光拼焊、激光复合焊接、激光填丝焊、激光-电弧复合焊等的技术。
2优缺点
激光焊接技术的优势主要表现在:在工作的过程中热影响的范围较小且由于热传导而导致的变形量较小;焊接的精度、质量较高且外形较为美观;操作灵活方便,工作效率非常高;工作过程中产生的噪音较小,节能环保的程度较高;对于一些质地坚硬、熔点较高、易脆裂的材料来说具有较好的功效。在激光焊接技术应用的过程中,其在发挥自身优越性的同时也存在着一定的弊端,其主要表现在:对焊接的位置和要求的范围较为严格,是一种“精细活”;对焊厚度较大的工件来说在生产线上并不适合使用激光焊接技术,也就是说激光焊接技术的适用范围有限;高反射性、高导热性材料焊接中使用激光焊接技术会影响到材料本身的焊接性;能量的转换效率较低;焊道凝固的速度过快可能会导致气孔、脆化等情况出现;激光焊接相关设备较为昂贵。
3激光焊接技术在汽车制造中的应用
3.1激光填丝焊接
激光填丝焊接主要是指在焊缝中填充特定的焊接材料,然后用激光束对其进行熔化进而形成焊接接头。该方法与其他的非填丝焊接方式相比较具有非常明显的优势,如:能够有效提升焊缝的质量并扩大激光焊接的适用范围,同时对精度的提升有着重要的作用;能够利用较小的功率来对厚板进行焊接,且成型效果较好,变形较小,减少了焊接过程中产生的缺陷问题;能够通过改变填丝的成分来控制焊接缝区域范围内的组织性能等。在实际使用的过程中,该技术不仅仅需要焊丝,同时也需要熔化母材,并能够在母材上形成小孔效应以及较深的熔池,焊丝本身的成分与母材本身的金属成分充分混合到一起,形成了新的混合熔池。
新的混合熔池元素比例、质量等与焊丝、母材等有着较大的区别,所以,使用该技术的时候可以以实际需求、母材本身的性能缺陷等为基础,选择成分合适的焊丝作为填充材料,添加到焊接过程中,有效改善和提升焊缝的抗裂性、耐腐蚀性、耐磨性等。此外,激光填丝焊能够实现多道堆叠焊接,能够实现两层焊道之间的有机熔合,因此,该技术具备焊接大厚度接头的能力。
3.2激光自熔焊接技术的发展
对于激光自熔焊接技术,在应用期间可通过自熔的形式冷却凝固,使得焊接部分形成一体,此类焊接技术应用期间,无需添加辅助的材料,可将工件本身的材料相互熔接,具有良好的焊接操作价值。在未来的激光自熔焊接技术发展的过程中,可实现车身的高质量、准确性焊接目的。首先,在车身部分的焊接中通过组焊的形式,将顶盖区域部分、侧围区域部分、车门区域部分相互焊接,在激光自熔焊操作方式的帮助下,不断提升焊接工作的准确度。其次,在车身焊接期间还可应用激光拼焊的措施,对强度、厚度、涂层不同的拼焊板合理的焊接处理,在激光高效化的作用下起到良好焊接成型的作用。在未来发展中采用激光焊接的技术进行车身结构的自熔环节,能够降低车身的重量,改善碰撞性能与服役性能,减少加工的成本,降低零件的应用数量、模具应用数量、加工工作数量等,减轻汽车的自重,提高经济水平的同时增强汽车制造企业在市场中的竞争力。技术发展的过程中,应着重强调激光焊接中固体光纤激光发生器的合理应用,凭借着技术的优势,促使激光自熔焊接操作手段和各种技术的良好使用,当前我国在激光焊接机械设备方面的应用水平较低,很多设备都比较依赖进口,成本很高,因此在未来的发展阶段应该着重强调激光焊接机械设备的开发,保证设备应用的安全性与稳定性,提升技术的应用效率,虽然初期阶段开发机械设备会花费大量资金、支出很多成本,但是在后续的应用中能够起到长时间降低焊接技术成本的作用,改善我国汽车制造领域中焊接自熔技术的应用现状,不再依赖进口的设备,而是在国家研发设备的支持下提升焊接水平。
3.3激光拼焊
就目前的情况来看,激光拼焊也是目前汽车制造行业领域中最常见的一种焊接技术,特别是在汽车车身的焊接中,激光拼焊更是在其中发挥着不容忽视的重要作用。在传统的汽车制造过程中,汽车车身采用的是先冲压后焊接的方式,这一传统的方式是将汽车车身冲压成型,然后再使用焊接技术将其拼接于一起,但依然不能实现各个零部件的整合,即使是整合成功了,其整合效果也不尽如人意。但激光拼焊的技术在其中的应用很好的解决了这一问题,激光拼焊的优势是它可以将车身的不同部分先进行拼接,再冲压成型,还可以根据车身生产的实际情况选择不同性能的钢板。截止目前为止,激光拼焊是全球范围内最好的焊接技术之一,其在具体的应用过程中可以有效克服钢板的厚度以及材质的冲击与限制,降低汽车制造成本,提高焊接质量。
结语
综上所述,汽车制造行业领域的蓬勃发展与我国经济与社会的进步息息相关,激光焊接技术正是汽车制造行业在快速发展背景下衍生出来的一种新技术,激光焊接技术的应用不仅给汽车生产企业带来了新的机遇,更给汽车行业带来了更加广阔的发展空间。虽然说,我国的激光焊接技术较发达国家依然存在着很大的差距,但笔者始终坚信,随着汽车制造行业领域的不断发展,激光焊接技术也会得到更进一步地提高。
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