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汽車制造

激光焊接是否汽車工藝史上最大騙局?

星之球科技 來源:界面2016-06-30 我要評論(0 )   

第一次聽說激光焊接這個概念是在2006年,當時鄰居入手了一輛帕薩特領(lǐng)馭,其廣告語里這樣寫道:“超厚雙面鍍鋅鋼板以及為關(guān)鍵部位精選的超高強度鋼與高端特殊鋼,經(jīng)由先...

       第一次聽說激光焊接這個概念是在2006年,當時鄰居入手了一輛帕薩特領(lǐng)馭,其廣告語里這樣寫道:“超厚雙面鍍鋅鋼板以及為關(guān)鍵部位精選的超高強度鋼與高端特殊鋼,經(jīng)由先進的激光焊接技術(shù)處理,達到分子層面的堅固結(jié)合,車身強度大幅提高30%,在毫厘厚度與領(lǐng)先科技間,盡信明鑒安全的分寸。”
 
  十年后再看這樣的廣告語依舊讓人動心,可以想象當年激光焊接在營銷上是多么的震撼。然而,激光焊接真的那么神奇嗎?車身強度大幅提高30%,能給用戶在駕駛安全性上帶來多大的感受呢?
  要了解激光焊接,還得先從焊接說起。
 
  焊接是什么?
  焊接是一個寬泛的說法。電氣焊、二保焊,還有點焊、激光焊等白車身焊接方法,讓人不知所云。用教科書的話來說,焊接就是通過加熱或者加壓,或者兩者并用,加或不加填充材料,使兩分離的金屬表面達到原子間的結(jié)合,形成永久性連接的一種工藝方法。
 
  通俗一點說,焊接就是能把分離的金屬連接在一起。同樣是做飯,方法不同,所以就有了不同的焊接方式。本可以簡單闡述的事情,教科書總是將其復(fù)雜化……
 
  點焊屬于哪一類焊接?
  明白了焊接的原理,再了解焊接的分類就簡單多了。不同焊接方式的區(qū)別主要在于焊接原理的不同,雖然焊接種類繁多,但是焊裝車間用到的焊接方法非常少,大多為電阻焊和電弧焊,也有大家所熟知的激光焊接。
 
  在焊裝線上,絕大多數(shù)工位進行電阻焊,將被焊工件壓緊于電極之間,通電后電流將金屬熔化,兩個板件便連接到了一起。因為焊接區(qū)域呈點狀,所以叫做點焊,大多數(shù)汽車白車身的焊點在5000個左右,可見點焊在白車身制造過程中扮演了非常重要的角色。
 
  激光焊一定比點焊強?
  與點焊不同的是,激光焊接利用激光對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴散,將材料熔化后完成焊接。
 
  雖然看起來超前,但激光焊接并不是這幾年才出現(xiàn)的:早在80年代,歐洲車企就開始使用這項技術(shù),2000年以后,從德企開始,國內(nèi)也逐漸使用激光焊接。進入到中國之前,激光焊接已經(jīng)發(fā)展了很多年,并不是新世紀才出現(xiàn)的尖端技術(shù)。

只有德企在用激光焊接嗎?
  提起激光焊接,大家最先想到的是大眾,旗下車型的頂蓋和側(cè)圍連接處沒有裝飾條,這是汽車外觀上少有的能看出激光焊接的地方。大眾車之所以沒有裝飾條,是因為激光焊接后沒有焊縫,處理后直接涂裝,省去了鑲邊的成本。
 
  事實上,眾多車企中,不是只有大眾才有激光焊接,更不是只有車身框架結(jié)構(gòu)采用激光焊接。激光焊接后的零件變形很小,也不用做后續(xù)的熱處理,因此,這項技術(shù)也在零部件加工中采用,比如門挺桿、車門鉸鏈等。
  很多車企在沖壓前都應(yīng)用了激光焊接技術(shù):不同厚度、強度、材質(zhì)的鋼板切成合適的尺寸和形狀,用激光焊接成一個理想的整體(即拼焊板),再進行沖壓,可以獲得合適的沖壓件。這樣的工藝減少了板料的消耗,激光焊接后的拼焊板沒有焊縫,氣密性好,幾個板件連接在一起省去了裝配過程,也減少了工人工作量,因此在合資車企應(yīng)用廣泛。
 
  為什么德企喜歡激光焊接?
  激光焊接的優(yōu)點非常多,也因為優(yōu)點太多,而顯得這項技術(shù)很高大上。相比電阻焊和電弧焊,激光焊接的優(yōu)勢非常明顯:
 
  焊接速度快,每分鐘能達到數(shù)十米,加快了生產(chǎn)節(jié)拍。對企業(yè)來說,提高生產(chǎn)效率相當于降低成本。只要分焊裝線的效率跟得上,主焊線就能快速下線白車身??梢韵胂?,大眾每月單車型3萬臺(朗逸能達到5萬)的產(chǎn)量是很了不起的。
  柔性化程度高。激光焊接是非接觸式焊接,一般距離鋼板15cm以上,留給車身的空間很大,并且針對不同的車型,只需變化夾具和機器人編程就可以投產(chǎn)。單線多車型的生產(chǎn)可以降低設(shè)備風險,由此看來,激光焊接的高投入和降風險是成正比的。
 
  焊接形變量小。由于能量集中而且是非接觸焊接,與點焊相比,激光焊接的熱變形區(qū)域很窄,點焊中伴有的機械扭曲和波浪邊緣在激光焊接中不會產(chǎn)生。在點焊中要維護易損件例如電極帽、電極桿等等,而在激光焊接中則不需要這些維護。
  節(jié)省材料。點焊是將兩個板料搭接在一起,給焊接處留出足夠的焊接面積,電極伸入板料重疊處焊接。而激光焊接只需對翻邊的一面進行焊接(單面焊接),減少預(yù)留的焊接邊緣,減少搭接板料可以降低車身的質(zhì)量,在輕量化如此艱難的情況下,一絲一毫的減重都是技術(shù)的提升。同時,單面焊接讓設(shè)計更自由,有利于板件布置。
 
  激光焊接對用戶的意義何在?
  細心的讀者會發(fā)現(xiàn),我們在文中說了這么多激光焊接的優(yōu)點,大多是有益于企業(yè)的,比如提升柔性化,提高生產(chǎn)率,減少板料消耗。對于消費者而言,激光焊接技術(shù)到底能帶來多大的好處?
 
  德系車企大肆宣傳激光焊接提升車身強度,但這強度到底能提升多少、安全性能有多大提高,卻是一個未知數(shù)。激光焊接不像DSG、渦輪增壓等技術(shù),能夠直觀從駕駛中感受到變化。除了良好的氣密性能給降噪帶來幫助,激光焊接為用戶帶來的實質(zhì)性感受并不多。
  對于幾萬甚至十幾萬的普通家轎來說,在重大事故面前,不管車身強度再好、安全級別再高,車毀人亡的概率都挺高。所謂的激光焊接提高車身強度,并不能給行車安全帶來質(zhì)的改變。而對于一些小磕小碰,普通點焊出來的車身一樣可以保護駕乘人員安全。
  和激光焊接一樣,很多新技術(shù)也都不能明顯改變用車感受,但是新技術(shù)的發(fā)展,新設(shè)備的投入使用提升了企業(yè)的生產(chǎn)水平,對制造業(yè)是一件好事情。
 
  小結(jié)
  隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,越來越多的汽車用戶更加了解汽車,傳統(tǒng)營銷方式不再神奇,隨之而來的是車企源源不斷的技術(shù)營銷,從大眾的激光焊接到豐田雙擎,再到數(shù)不清的動力新技術(shù),仿佛一夜間各家都有了自己的拿手好戲,或許拿掉了這些營銷幌子,汽車世界又是另一番模樣。

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