這條研制成功的全自動激光拼焊生產(chǎn)線，不僅替代國外進(jìn)口生產(chǎn)線用于車用激光拼焊板批量生產(chǎn)，還填補(bǔ)了我國全自動激光拼焊生產(chǎn)線的空白。

 

近日，在江蘇揚(yáng)州巧智鑫自動化設(shè)備有限公司，專家組現(xiàn)場驗(yàn)收了國家重大專項“全自動激光拼焊生產(chǎn)線研制”課題，該課題由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所（以下簡稱沈陽自動化所）牽頭承擔(dān)。

 

沈陽自動化所副研究員房靈申是參與該課題的研究人員之一。他告訴《中國科學(xué)報》記者：“從最初的技術(shù)研發(fā)到最終交付用戶，標(biāo)志著全自動激光拼焊生產(chǎn)線國產(chǎn)化的成功，這不僅打破了國外板材激光拼焊生產(chǎn)線對我國的壟斷，還提升了我國汽車零部件加工乃至整個制造業(yè)的水平和國際地位。”

 

多個單位參與合作

據(jù)房靈申介紹，“全自動激光拼焊生產(chǎn)線研制”課題由四家單位承擔(dān)，他們分別是：中科院沈陽自動化所、中科院自動化所、蘇州長光華芯光電技術(shù)有限公司和江蘇省（揚(yáng)州）數(shù)控機(jī)床研究院。

 

作為課題牽頭單位，沈陽自動化所的主要任務(wù)是開發(fā)一條長焊縫（2200mm）全自動激光拼焊生產(chǎn)線，并對全自動激光拼焊生產(chǎn)線性能的穩(wěn)定性、功能的齊全性和工藝的完整性作進(jìn)一步深入研究。

 

沈陽自動化所不僅就薄板定位夾緊原理與實(shí)現(xiàn)技術(shù)、國產(chǎn)激光器激光拼焊應(yīng)用技術(shù)、激光焊縫跟蹤與質(zhì)量檢測技術(shù)、長焊縫激光拼焊生產(chǎn)線技術(shù)、長焊縫成型與焊接工藝技術(shù)和離散材料焊接工藝技術(shù)開展了重點(diǎn)研究，還進(jìn)一步完善了全自動激光拼焊生產(chǎn)線性能的穩(wěn)定性、功能的齊全性和工藝。

 

另外，中科院自動化所承擔(dān)的子課題是“激光焊縫跟蹤系統(tǒng)研究”，蘇州長光華芯光電技術(shù)有限公司承擔(dān)的子課題是“國產(chǎn)4KW光纖耦合激光器研制與應(yīng)用技術(shù)研究”，江蘇?。〒P(yáng)州）數(shù)控機(jī)床研究院承擔(dān)的子課題是“全自動激光拼焊生產(chǎn)線制造加工與加工工藝研究”。

 

四家合作單位經(jīng)過多年的努力，開發(fā)的全自動激光拼焊生產(chǎn)線可焊接板材厚度為0.5～3mm，最大焊接速度達(dá)9m/min，最大焊接效率5件/min，多組同時拼焊數(shù)≥3，滿足250～2200mm焊縫長度焊接要求，目前已為汽車用戶實(shí)際加工20萬件以上。

 

蒂森克虜伯激光拼焊板（資料圖）

打破壟斷填補(bǔ)空白

這條研制成功的全自動激光拼焊生產(chǎn)線，不僅替代國外進(jìn)口生產(chǎn)線用于車用激光拼焊板批量生產(chǎn)，還填補(bǔ)了我國全自動激光拼焊生產(chǎn)線的空白。

 

隨著全自動激光拼焊生產(chǎn)線投入使用后，國外同類設(shè)備大幅降價。以瑞士Soudronic公司為例，未開發(fā)前該生產(chǎn)線進(jìn)口價為5000萬元一條，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化后降為2300萬元一條。“我們掌握全自動激光拼焊生產(chǎn)線研制技術(shù)后，將直接提升國產(chǎn)激光焊接裝備研制水平。”他說。

 

項目組還完成了國產(chǎn)光纖激光器激光拼焊應(yīng)用與工藝技術(shù)研究，填補(bǔ)了我國國產(chǎn)大功率光纖激光器（4KW）激光拼焊應(yīng)用與工藝技術(shù)空白，為國產(chǎn)大功率激光器進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

 

此外，項目組研制的激光拼焊焊縫自動跟蹤與質(zhì)量檢測技術(shù)，成功用于激光拼焊板批量生產(chǎn)中；同時，焊縫自動跟蹤技術(shù)已經(jīng)輻射應(yīng)用到大型結(jié)構(gòu)件焊接當(dāng)中，完成了鍛壓床身自動化焊接和煤機(jī)自動化焊接的兩個示范應(yīng)用項目。

 

課題組研究人員表示，激光拼焊板是汽車輕量化以來最成功的一項技術(shù)。“激光拼焊板應(yīng)用，原來只有進(jìn)口汽車和合資高檔汽車在用拼焊板，現(xiàn)在由于激光拼焊板價格下降，國產(chǎn)汽車比如奇瑞、江淮、長城等國產(chǎn)品牌汽車也已開始批量使用。”

 

房靈申說：“我們的研究是為了建成面向汽車、鋼鐵等重點(diǎn)行業(yè)的激光拼焊研發(fā)平臺，實(shí)現(xiàn)拼焊技術(shù)的引進(jìn)—吸收—再創(chuàng)新，提升我國在該領(lǐng)域的研發(fā)水平和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新能力。”

 

成套技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移

今年4月，沈陽自動化所將激光拼焊生產(chǎn)線生產(chǎn)裝備與工藝成套技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。江蘇巧智鑫自動化設(shè)備有限公司是一家專業(yè)從事激光拼焊板加工的企業(yè)，該公司的投資方在汽車行業(yè)擁有多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，熟悉行業(yè)的各種規(guī)章制度，積攢了豐富的人脈關(guān)系，有利于幫助其迅速打開市場。

 

此外，“全自動激光拼焊生產(chǎn)線研制”課題的成果還在南京寶鋼住商金屬制品有限公司等機(jī)構(gòu)進(jìn)行了應(yīng)用，使用效果良好，能滿足車用鋼板激光拼焊的需求。課題組研究人員說：“雖然研究成果已經(jīng)在企業(yè)得到成功的示范應(yīng)用，但我們還需要思考產(chǎn)業(yè)化問題，并進(jìn)一步提高與國外產(chǎn)品競爭的優(yōu)勢，滿足市場快速發(fā)展中的新需求。”

 

為此，項目組科研人員將繼續(xù)深入開展激光拼焊新工藝、新技術(shù)研究，同時加強(qiáng)激光加工技術(shù)和機(jī)器人化裝備的集成研究，提高激光加工成套裝備的機(jī)器人化和智能化水平，更加快速地響應(yīng)市場或企業(yè)對新材料和新產(chǎn)品的新產(chǎn)品需求。

 

“激光拼焊生產(chǎn)線只是轎車車身加工制造中的一套設(shè)備，白車身（完成焊接但未涂裝之前的車身）制造還需要上游的開卷落料和下游的沖壓成型。”課題組研究人員也希望轎車車身廠商就上述生產(chǎn)成套生產(chǎn)線給予支持。

 

激光焊接工藝平臺（資料圖）

驗(yàn)收現(xiàn)場（資料圖）