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汽車制造

豐田激光技術(shù)革新 縮短周期降低成本

星之球科技 來源:電力電子論壇2015-06-05 我要評論(0 )   

為了縮短車身焊接工序的周期而開發(fā)的技術(shù)是激光螺旋焊接(LSW:Laser Screw Welding)。豐田為田原工廠、堤工廠、元町工廠、豐田九

    為了縮短車身焊接工序的周期而開發(fā)的技術(shù)是“激光螺旋焊接”(LSW:Laser Screw Welding)。豐田為田原工廠、堤工廠、元町工廠、豐田九州工廠導(dǎo)入了該技術(shù),并從“雷克薩斯IS”開始推廣。
 
  圖1 激光焊接技術(shù)“激光螺旋焊接”
 
  目前,車身焊接的主流技術(shù)是點(diǎn)焊。方法是用電極夾著鋼板,然后通入電流,利用此時產(chǎn)生的熱量(電阻熱)來熔化并接合鋼板。這種工藝存在的課題是所需時間長,焊接速度為每個焊點(diǎn)2.0~2.5秒。為了縮短焊接時間和工序周期,豐田采用了激光焊接法。
 
  激光焊接法的焊接速度高達(dá)每個焊點(diǎn)0.3~1.0秒,比點(diǎn)焊快兩倍以上。這是因?yàn)閺囊粋€焊點(diǎn)到下一個焊點(diǎn)的移動速度很快。激光焊接是利用透鏡聚光產(chǎn)生的熱量來熔融并焊接鋼板的方法。通過控制透鏡,可使激光快速移動至焊點(diǎn),因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速焊接。
 
  普通的激光焊接存在質(zhì)量不穩(wěn)定的問題,比如鋼板的焊縫容易燒穿或者出現(xiàn)孔洞,但豐田克服了這一難題。不過,該公司并未公開技術(shù)詳情。
 
  新的激光焊接機(jī)與點(diǎn)焊機(jī)一樣,安裝在工業(yè)用機(jī)器臂的頂端來使用。不過,由于每臺機(jī)器人的焊接打點(diǎn)數(shù)更多,因此需要的機(jī)器人數(shù)量更少。最終,成功利用激光螺旋焊接縮短了焊接工序的周期。
 
  鋼材和鋁合金均采用激光焊
 
  為了讓新開發(fā)的激光焊接技術(shù)不僅能用于鋼材,還能用于鋁合金,豐田正在努力推進(jìn)開發(fā)。如果兩種材料能夠使用相同的焊接機(jī),就能節(jié)省一條焊接生產(chǎn)線。而且,由于能夠高速焊接,因此還能構(gòu)建前所未有的小型焊接生產(chǎn)線。由此便有望使設(shè)備投資額降至1/2以下。目前,豐田使用點(diǎn)焊方式來焊接鋼材,使用摩擦攪拌焊接方式來焊接鋁合金。由于工藝不同,因此必須設(shè)置不同的焊接設(shè)備。
 
  不過,激光焊接也存在課題,那就是鋁合金容易斷裂。在焊接之后進(jìn)行冷卻凝固時,鋁合金的收縮幅度大于鋼材,因此無法在與鋼材相同的焊接條件下,使用激光焊接方式來焊接鋁合金。豐田通過改進(jìn)溫度控制,抑制了鋁合金斷裂。據(jù)介紹,目前這項技術(shù)已有眉目,應(yīng)用于車身的時間已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

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激光焊接豐田汽車激光技術(shù)
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