寶馬公司采用激光焊接的差動齒輪替代傳統(tǒng)的螺栓連接,新設計的齒輪主要用于前后軸向齒輪嚙合應用中。該設計帶來的主要優(yōu)勢有以下幾點:降低了成本、減輕重量、更小的零件尺寸、降低噪音。
寶馬公司最初在2003年11月和Trumpf公司就該項目進行接觸,并由這兩家公司進行聯(lián)合工藝開發(fā),在2006年2月正式投入生產。該差動齒輪使用TLC1000激光加工站以GGG60球墨鑄鐵和表面硬化鋼為材料進行填料焊接。激光在白車身焊接的應用
白車身是由所有結構件和大部分覆蓋件焊接在一起形成的一個焊接總成,是汽車的主要部分,其質量對汽車整體功能有很大的影響,一般可將其分為20個大總成。
舉例來說,在德國大眾,激光在白車身的應用從1993年開始,經過了10余年的發(fā)展,從最開始僅用于車頂連接,到現(xiàn)在已經遍布白車身的各個部分。從車頂焊接的應用來看,大眾的帕薩特車型經歷了三個發(fā)展階段,第一階段是電阻點焊,在車頂產生了15mm寬的焊接帶,第二階段是采用角焊以及激光焊接的方式,產生8mm寬的的焊接帶,第三階段采用激光硬釬焊進行角焊,帶來無縫的焊接效果。
遠程激光焊接為何具有生產力?
傳統(tǒng)的激光焊接會消耗大量時間在系統(tǒng)或部件的行程及定位上,缺乏生產效率。而使用掃描頭的激光遠程焊接不僅顯著降低循環(huán)時間,而且?guī)缀跬耆硕渭庸r間。在后蓋板的加工當中,激光焊接大大提升了生產率,以德國大眾為例,從前采用電阻點焊,完成34個焊點,需要使用4臺機器人,5個焊矩,焊接時間需要34.7秒。而采用了激光掃描頭進行遠程焊接后,完成34條焊縫只需#p#分頁標題#e#1臺機器人,一個振鏡掃描頭,焊接時間縮短為13秒。
下面進一步比較了遠程焊接二級總成時不同焊接方式的效率差別(來源:BMW)
不同技術的效率比較:
電阻點焊:30s
傳統(tǒng)激光焊:23s
遠程激光焊:5s
白車身的另一大趨勢:材料混合
拼焊板是將幾塊不同材質、不同厚度、不同涂層的鋼材焊接成一塊整體板,以滿足零部件不同部位對材料不同性能的要求。這樣制成的面板結構能達到最合理的金屬組合。
以車門內板為例:為了保證功能的需要,車門內板的主體必須有一定的柔性,而門板的前、后部需要有一定的強度。如果采用傳統(tǒng)的沖壓成形方法就需要另外設計加強板,而采用拼焊技術,可先將三塊不同厚度的鋼板拼焊成一塊整板,即可沖壓成形。
大眾汽車在GOLF5和PASSAT B6兩款車型上將不同拉伸強度的材料在進行拼焊后整體沖壓,一方面降低了車身的重量,另一方面也降低了材料成本,使其產品在市場上更具競爭力。
高強度鋼板的新切割方法
將高強度鋼用于車身骨架,在保證車身強度和剛度的同時減輕重量,并帶來汽車車身的抗撞性能和抗凹性能的提高,由此顯著提高汽車的安全性。大眾汽車使用這種材料生產新PASSAT白車身的多個部件。對于一些具有復雜輪廓的高強度鋼結構部件來說,無論從技術角度還是經濟角度來說,機械沖壓手段已經達到極限,而激光切割能帶來非常有效的加工。新PASSAT車型的隔板部分(位于發(fā)動機艙和駕駛室之間,又稱防火墻#p#分頁標題#e#),材料為22MnB5, 彈性極限約1700N/mm2。通過采用CO2激光器和5軸加工方式的TRUMPF TLC1005激光系統(tǒng)可高效完成該部件上11處的加工。
汽車內飾件的應用
激光遠程焊接汽車座椅也是一項重要的應用,另外這種方式也改變了傳統(tǒng)的鈑金件設計,有效減輕了汽車內部鈑金的重量。采取T形焊的鈑金件重量比采用傳統(tǒng)電阻焊的部件減少了1/3。此外,其他方面的激光應用還包括對汽車內飾件打標等等。
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