隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及人們需求的不斷 提高，節(jié)能、安全、環(huán)保成為大家關(guān)注的話題，因此，高強(qiáng)鋼和超強(qiáng)鋼的應(yīng)用日益增加，如今已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)商廣泛使用的特殊合金。高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼的特點(diǎn)是 穩(wěn)定性高，從而增加了汽車的安全性。而且，高強(qiáng)鋼重量輕，能夠有效地降低汽車油耗。
采 用高強(qiáng)鋼制造汽車殼體的優(yōu)勢(shì)很明顯，它的抗拉強(qiáng)度是其他普通鋼的幾倍，這樣就能在不影響車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)減小板材的厚度；另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，較之以前普通鋼 需裝配多個(gè)配件作為加強(qiáng)筋，現(xiàn)在只有一個(gè)殼體而無(wú)需安裝配件，這樣就可以減少配件數(shù)量、簡(jiǎn)化裝配過(guò)程、降低生產(chǎn)成本。如今，大量的汽車生產(chǎn)商和他們的配件 供應(yīng)商們都對(duì)高強(qiáng)鋼應(yīng)用于車體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了濃厚的興趣?，F(xiàn)在正在使用高強(qiáng)鋼作為車體的有保時(shí)捷Cayenne和大眾Touarge SUV等；大部分車體都 使用高強(qiáng)鋼的有大眾帕薩特和大眾Eos硬頂敞篷車。
這種高強(qiáng)鋼和超強(qiáng)鋼運(yùn)用于汽車制造，得益于現(xiàn)代兩大先進(jìn)技術(shù)：沖壓硬化和激光加工。
圖1 鋼板加熱到900℃后，在沖壓成形的過(guò)程中急劇冷卻硬化，形成高強(qiáng)鋼和超強(qiáng)鋼
沖壓硬化的突破
過(guò) 去，高強(qiáng)鋼和超強(qiáng)鋼的成形問(wèn)題是阻礙其在汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用的原因。如今，人們已經(jīng)找到解決此問(wèn)題的方法：沖壓熱成形加水冷硬化處理。在成形之前先將鋼材 加熱超過(guò)900℃，然后進(jìn)行快速深壓，水冷模具緊緊壓住工件直到溫度降下來(lái)，一般情況下，溫度降低到170℃。因?yàn)檫@一過(guò)程發(fā)生極為迅速，鋼材中會(huì)產(chǎn)生馬 氏體組織，因而大大增加了鋼的抗拉強(qiáng)度。
這 種加工工藝最近幾年才革新汽車制造，大眾汽車公司是這一工藝的主要先行者，它是最早將高強(qiáng)鋼應(yīng)用在汽車制造業(yè)的公司之一，某種程度上也是第一家自己制造熱 沖壓高強(qiáng)鋼的汽車公司。2004年秋天展示的帕薩特標(biāo)志著在每輛汽車中大量采用熱沖壓件的開(kāi)始。這些車的乘客車廂、B柱、中央煙道以及車頂部、兩側(cè)面板大 多采用了高強(qiáng)鋼作為結(jié)構(gòu)件。
圖2 大眾帕薩特使用高強(qiáng)鋼和超強(qiáng)鋼作為車身的支撐結(jié)構(gòu)，提升了汽車的安全性
然 而，熱沖壓僅僅是解決問(wèn)題的第一步，高強(qiáng)鋼的硬度一般高于切割工具，這對(duì)工具的磨損很大。激光加工可以解決這個(gè)問(wèn)題，不管切割硬度多大的材料，激光切割都 是完全不會(huì)磨損的。特別是對(duì)于強(qiáng)度高達(dá)1500MPa的鋼板，幾乎沒(méi)有其他經(jīng)濟(jì)可行的加工方法可以替代激光切割。在這種情況下，機(jī)械沖床和切削設(shè)備的使用 壽命會(huì)大大縮短，而激光切割除了完全沒(méi)有這些磨損問(wèn)題以外，還具有安裝時(shí)間短、可靈活更換產(chǎn)品和樣品生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。尤其對(duì)于窄邊角輪廓或小曲率的曲線，更是 機(jī)械切割不可比擬的。
激 光既可進(jìn)行高強(qiáng)度鋼的切割，也可用于焊接。激光焊接效率高、經(jīng)濟(jì)，而且焊接質(zhì)量得到了很大提升。與激光切割相似，激光焊接的優(yōu)勢(shì)之一是熱輸入量很小。因?yàn)?對(duì)于高強(qiáng)度鋼來(lái)說(shuō)，如果熱輸入量過(guò)大，可能會(huì)喪失高強(qiáng)度的特性。激光焊接同樣也是高質(zhì)量的加工過(guò)程，只有很小的熱變形，幾乎不會(huì)使材料產(chǎn)生翹曲，其精度也 非常出色。除此以外，激光還可以用來(lái)焊接某些特別的部件，如轎車后擋板和頂蓬連接處。而且，激光焊接與傳統(tǒng)點(diǎn)焊相比，需要的凸緣更小，這同樣降低了車身重 量和燃油消耗。
上海通用某國(guó)際高端汽車品牌激光焊接現(xiàn)場(chǎng)
汽 車制造商的要求一向苛刻，對(duì)于精密部件，公差要求不超過(guò)3mm。如果需要焊接切割后的部件，或者是考慮整個(gè)車體每個(gè)部位的尺寸都要滿足臨界公差，那么各部 件的加工誤差須減至±0.4mm。激光加工完全可以滿足用戶的苛刻要求。關(guān)鍵之處就是在各種應(yīng)用中要掌握好激光功率、切割速度與材料特性以及厚度之間的相 互匹配關(guān)系，否則容易出現(xiàn)粗糙、毛刺或燒結(jié)點(diǎn)，甚至出現(xiàn)鋼材根本不能切穿的現(xiàn)象。
技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)
作為工業(yè)激光解決方案權(quán)威提供商，華工激光法利萊致力于推動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展，為汽車制造提供全方位、高品質(zhì)的激光加工應(yīng)用解決方案。
華工激光旗下品牌FARLEY?LASERLAB傳承源自澳洲的先進(jìn)工藝及品牌血統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多年技術(shù)創(chuàng)新與工藝突破，已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流水平。FARLEY?LASERLAB激光焊接裝備的焊接速度快、加工效率高，焊縫熱影響區(qū)域窄，焊縫質(zhì)量好、柔性化程度高，是汽車整車及零部件激光焊接的首選。
法利萊汽車白車身激光自動(dòng)焊接成套設(shè)備
熟悉汽車行業(yè)的人都知道，汽車白車身焊接是汽車制造業(yè)的主線，行業(yè)門檻非常高，在此之前，白車身焊接領(lǐng)域均被國(guó)外企業(yè)壟斷，國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何一家公司涉足該領(lǐng)域。而法利萊憑借一流的技術(shù)實(shí)力成功躋身該領(lǐng)域，打破行業(yè)壁壘，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
法利萊汽車白車身車頂蓋激光自動(dòng)焊接
法利萊汽車安全氣囊內(nèi)膽激光焊接
法利萊汽車齒輪激光焊接
法利萊汽車保險(xiǎn)杠激光焊接
法利萊汽車后備箱激光焊接
法利萊汽車排氣管激光焊接
法利萊汽車座椅調(diào)角器激光焊接
2、激光切割
激光切割是最常用的激光加工方式之一，激光切割類型分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。衡量切割工藝好壞的標(biāo)準(zhǔn)有切割速度、切割精度、穩(wěn)定性與可靠性等。
法利萊致力于為汽車行業(yè)提供廣泛全面的激光切割應(yīng)用解決方案，公司研發(fā)生產(chǎn)的一系列激光切割裝備可為汽車零部件帶來(lái)完美的平面切割及三維切割效果。
法利萊三維激光切割焊接成套裝備
法利萊DF3015Plus數(shù)控光纖激光切割機(jī)
法利萊激光切割機(jī)切割不同厚度的金屬
法利萊汽車變檔套激光自動(dòng)切割設(shè)備
法利萊汽車變檔套激光自動(dòng)切割效果圖
激光技術(shù)為加工處理高強(qiáng)度鋼開(kāi)啟了一條新渠道，提高了經(jīng)濟(jì)效益，相信未來(lái)激光技術(shù)還將對(duì)汽車工業(yè)產(chǎn)生更大的影響。
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