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從上世紀80 年代初開始,汽車工業就一直是高功率激光產業的主要驅動力之一。這個行業對激光源的質量和可靠性要求非常嚴格。與傳統制造技術相比,在切割,焊接和打標領域,激光技術能夠帶來更大的效益。由于激光技術比傳統技術更加靈活,易于實現自動化,所以可以滿足整個行業的核心要求。
在一開始,激光僅用于簡單的圓柱形零件焊接,如車輛的自動變速器組件。而現在,激光已普遍應用在處理整車結構的工藝中。車頂焊接,車門焊接,液壓成形件的三維切割,門彈簧退火,儀表盤焊接,打標等僅僅是大量激光應用的幾個例子。
隨著整車向輕量化發展方向,新材料、新結構、新工藝不斷涌現,不斷提升汽車的安全性能。那么激光技術在汽車上有哪些應用呢?
激光焊接
使用激光技術焊接,其優點在于極高的焊接速度,穩定的焊接質量,焊接精度高,材料熱變形小,并且易于整合到自動化操作系統中,是現代工業生產中,普遍采用,口碑極好的先進焊接方式。激光焊接在汽車上得到了非常廣泛的應用,例如汽車車身的焊接,管材焊接,汽車電池焊接以及儀表盤等塑料焊接,無論從焊接強度還是焊接精度和速度,激光均有著獨到優勢。
激光切割
激光切割也是使用頻率最多的激光應用之一。光纖激光器和二氧化碳激光器可結合標準化的二維和三維切割系統來切割低碳鋼、不銹鋼、鋁和其他金屬。在對汽車的不同工件進行加工時,汽車制造商會利用到激光切割的多個優勢,例如,切割邊緣質量高,低熱量輸入,加工速度快等。包含多種金屬的汽車零部件及材料,如安全氣囊的布料和汽車內飾所使用的復合材料,均使用激光進行切割。激光器作為靈活的加工工具,可以非常容易地集成到機器人及其他自動化裝置上,并為各種自動化部件和材料的切割提供解決方案。
激光表面處理
除了激光切割和激光焊接這樣的傳統工藝,激光器也可以用于各種表面處理應用,例如激光淬火、激光清洗、激光毛化、激光熔覆。激光熔覆,填充材料諸如金屬焊絲或粉末等基礎材料可通過激光輻射進行融化從而實現冶金結合,這一過程對母部件金屬的稀釋率小于5%。
尤其是汽車覆蓋(Cover)件大型模具激光修復與強化,在汽車工業中,汽車覆蓋件如駕駛室、引擎蓋等部件都是通過沖壓成型的,而機械沖壓對模具的磨損和破壞性很大。模具一旦磨損,沖壓出來的產品質量就會下降,為此必須更換新的模具,從而造成模具的浪費和消耗很大,如何提高模具的使用壽命成為該類企業降低(reduce)生產成本、提高經濟效益的重要途徑和方法。此前,由于該類模具比較大,進行熱處理比較困難。很多企業往往不進行熱處理或采用火焰法進行處理,效果往往很不理想。而受到技術條件的限制,激光熱處理方法在此類大型模具上也少有應用。
因此,激光熔覆技術的應用能大幅降低(reduce)汽車覆蓋件的生產成本,提高產品質量,是汽車零配件生產企業的重要技術裝備。