宝马公司采用激光焊接的差动齿轮替代传统的螺栓连接,新设计的齿轮主要用于前后轴向齿轮啮合应用中。该设计带来的主要优势有以下几点:降低了成本、减轻重量、更小的零件尺寸、降低噪音。
宝马公司最初在2003年11月和Trumpf公司就该项目进行接触,并由这两家公司进行联合工艺开发,在2006年2月正式投入生产。该差动齿轮使用TLC1000激光加工站以GGG60球墨铸铁和表面硬化钢为材料进行填料焊接。激光在白车身焊接的应用
白车身是由所有结构件和大部分覆盖件焊接在一起形成的一个焊接总成,是汽车的主要部分,其质量对汽车整体功能有很大的影响,一般可将其分为20个大总成。
举例来说,在德国大众,激光在白车身的应用从1993年开始,经过了10余年的发展,从最开始仅用于车顶连接,到现在已经遍布白车身的各个部分。从车顶焊接的应用来看,大众的帕萨特车型经历了三个发展阶段,第一阶段是电阻点焊,在车顶产生了15mm宽的焊接带,第二阶段是采用角焊以及激光焊接的方式,产生8mm宽的的焊接带,第三阶段采用激光硬钎焊进行角焊,带来无缝的焊接效果。
远程激光焊接为何具有生产力?
传统的激光焊接会消耗大量时间在系统或部件的行程及定位上,缺乏生产效率。而使用扫描头的激光远程焊接不仅显著降低循环时间,而且几乎完全消除了二次加工时间。在后盖板的加工当中,激光焊接大大提升了生产率,以德国大众为例,从前采用电阻点焊,完成34个焊点,需要使用4台机器人,5个焊矩,焊接时间需要34.7秒。而采用了激光扫描头进行远程焊接后,完成34条焊缝只需#p#分页标题#e#1台机器人,一个振镜扫描头,焊接时间缩短为13秒。
下面进一步比较了远程焊接二级总成时不同焊接方式的效率差别(来源:BMW)
不同技术的效率比较:
电阻点焊:30s
传统激光焊:23s
远程激光焊:5s
白车身的另一大趋势:材料混合
拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板,以满足零部件不同部位对材料不同性能的要求。这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。
以车门内板为例:为了保证功能的需要,车门内板的主体必须有一定的柔性,而门板的前、后部需要有一定的强度。如果采用传统的冲压成形方法就需要另外设计加强板,而采用拼焊技术,可先将三块不同厚度的钢板拼焊成一块整板,即可冲压成形。
大众汽车在GOLF5和PASSAT B6两款车型上将不同拉伸强度的材料在进行拼焊后整体冲压,一方面降低了车身的重量,另一方面也降低了材料成本,使其产品在市场上更具竞争力。
高强度钢板的新切割方法
将高强度钢用于车身骨架,在保证车身强度和刚度的同时减轻重量,并带来汽车车身的抗撞性能和抗凹性能的提高,由此显著提高汽车的安全性。大众汽车使用这种材料生产新PASSAT白车身的多个部件。对于一些具有复杂轮廓的高强度钢结构部件来说,无论从技术角度还是经济角度来说,机械冲压手段已经达到极限,而激光切割能带来非常有效的加工。新PASSAT车型的隔板部分(位于发动机舱和驾驶室之间,又称防火墙#p#分页标题#e#),材料为22MnB5, 弹性极限约1700N/mm2。通过采用CO2激光器和5轴加工方式的TRUMPF TLC1005激光系统可高效完成该部件上11处的加工。
汽车内饰件的应用
激光远程焊接汽车座椅也是一项重要的应用,另外这种方式也改变了传统的钣金件设计,有效减轻了汽车内部钣金的重量。采取T形焊的钣金件重量比采用传统电阻焊的部件减少了1/3。此外,其他方面的激光应用还包括对汽车内饰件打标等等。
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