激光焊接剪裁汽車坯板應用

    近年來,在汽車生產(chǎn)中激光焊接剪裁坯板新工藝在轎車車身制造中的推廣使用是先進制造技術應用的一個范例，目前世界各大汽車制造廠均采用激光焊接及剪裁技術。
    汽車車身主要是由一些薄板構件組成，由于多數(shù)沖壓件形狀不規(guī)則，沖剪下料時板材廢料占有相當大的比例。象批量剪裁制衣一樣，剪裁坯板焊接可使板材利用率大 大提高。實際上，拼焊坯板遠不只是節(jié)省鋼材，它能根據(jù)優(yōu)化強度設計及使用條件剪裁成不同厚度、不同表面復層及材質(zhì)焊成一個整體坯板，然后一次沖壓成型。圖 1為豐田轎車門框，它是由5塊厚度不同，材質(zhì)不同（普通板、鍍鋅板及高級鍍鋅板）根據(jù)其不同部位所需強度及腐蝕條件選定的坯板激光拼焊后一次沖壓成型。減 輕了重量及簡化了生產(chǎn)工藝，大大降低了生產(chǎn)成本。
    激光技術用于剪裁、焊接汽車車身主要分為兩個方面：一是轎車超寬底板用材的拼接，二是車身和其他復雜形狀部件的坯板生產(chǎn)。

    激光剪裁焊接最關鍵的部分在于焊接質(zhì)量，對于大尺寸薄板要做到無變形、外觀及鍍層損傷極小，須采用高速自動焊接，一種是電阻滾壓焊，另一種就是激光焊。根據(jù)我們的研究認為激光坯板拼焊的技術關鍵為：
    1.板邊的預加工工藝
    由于激光焊是一種高精密性的自熔焊工藝，對接板邊的準直度和端面平整性有很高要求，高精度剪切是較為理想的預加工方法，國外采用較多。但是激光切割也是可行的，可以達到必需的技術要求。
    2.焊縫成形性控制
    一般激光焊縫寬度為0.5——1 mm，在無填絲情況下，焊縫表面必然有一定的凹度。此凹度與對接板邊間隙是直接相關的􀁯因此為保證質(zhì)量，間隙要求嚴格控制在板厚的10%以內(nèi)。在該條件 下，我們采用快軸流CO2激光焊，功率為1300W，焊速4m/min，0.8mm鍍鋅板焊縫形狀及凹度都與國外情況基本相同，典型焊接接頭截面如圖2所 示。在實際生產(chǎn)中，大尺寸坯板準直度及接縫間隙的控制和錯邊的夾具控制，仍是保證焊縫成形性的關鍵。

試驗結果
    試驗結果表明，在適當?shù)募す夂腹に嚄l件下，接頭強度和疲勞性能都不低于母材，彎曲性能與母材相差不大。深沖試驗表明，起裂部位都不在焊縫，斷裂也不沿焊縫壙展，杯突值與未焊板材相差無幾，這說明國產(chǎn)汽車板是能夠適應激光焊接工藝的。
    另外，經(jīng)過鹽霧腐蝕試驗，激光拼焊鍍鋅板盡管焊縫表面鋅的含量已下降到約4%，基本燒損，但腐蝕試驗結果仍然可以通過。這表明了激光焊的優(yōu)點，細窄焊縫受到較好的陰極保護作用。