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激光加工為高強(qiáng)度鋼應(yīng)用開啟新渠道 采用高強(qiáng)鋼制造汽車殼體的優(yōu)勢很明顯，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)度的同時減小板材的厚度；另一個優(yōu)勢是，較之以前普通鋼需裝配多個配件作為加強(qiáng)筋，現(xiàn)在只有一個殼體而無需安裝配件，這樣就可以減少配件數(shù)量、簡化裝配過程、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)商們都對高強(qiáng)鋼應(yīng)用于車體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了濃厚的興趣。現(xiàn)在正在使用高強(qiáng)鋼作為車體的有保時捷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 過去，高強(qiáng)鋼和超強(qiáng)鋼的成形問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，一般情況下，溫度降低到170℃。因?yàn)檫@一過程發(fā)生極為迅速，鋼材中會產(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 激光加工 然而，熱沖壓僅僅是解決問題的第一步，高強(qiáng)鋼的硬度一般高于切割工具，這對工具的磨損很大。激光加工可以解決這個問題，不管切割硬度多大的材料，激光切割都是完全不會磨損的。特別是對于強(qiáng)度高達(dá)1500MPa的鋼板，幾乎沒有其他經(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)備的使用壽命會大大縮短，而激光切割除了完全沒有這些磨損問題以外，還具有安裝時間短、可靈活更換產(chǎn)品和樣品生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。尤其對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)勢之一是熱輸入量很小。因?yàn)閷τ诟邚?qiáng)度鋼來說，如果熱輸入量過大，可能會喪失高強(qiáng)度的特性。激光焊接同樣也是高質(zhì)量的加工過程，只有很小的熱變形，幾乎不會使材料產(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。  上海通用某國際高端汽車品牌激光焊接現(xiàn)場 汽車制造商的要求一向苛刻，對于精密部件，公差要求不超過3mm。如果需要焊接切割后的部件，或者是考慮整個車體每個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)競爭 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。 1、激光焊接 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)過多年技術(shù)創(chuàng)新與工藝突破，已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流水平。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。 |
