在線車身激光焊接主要用于車身框架結構的焊接,例如頂蓋與側面車身的焊接。采用激光焊接技術,可以提高產品設計的靈活性,降低制造成本,工件連接之間的接合面寬度可以減少,既降低了板材使用量也提高了車體的剛度,提高產品的競爭力。武漢華工激光針對汽車白車身車頂蓋的焊接工藝擁有豐富的行業(yè)經驗,曾服務于神龍、江淮、通用等汽車生產線。
激光焊接在汽車工業(yè)中已成為標準工藝。在車身裝配生產線上,五軸激光加工機或光纖傳輸?shù)募す饧庸は到y(tǒng)已廣泛用于激光焊接。美國三大汽車集團(通用、福特和克萊斯勒)、歐洲汽車制造公司(如RENAULT、VOLVO、AUDI、BENZ和BMW)生產線上采用激光焊接機器人,以通用汽車公司為例,其在線使用激光器達200臺以上。德國大眾公司在Audi A6、Golf A4及Passat等品牌車型的車頂均采用激光焊接。
隨著先進制造技術的發(fā)展,實現(xiàn)焊接產品制造的自動化、柔性化與智能化已成為必然趨勢。從國際上看,知名汽車公司都爭先恐后地在車身制造中應用激光焊接技術,以保證產品質量和產品技術先進性,在日益激烈的產品競爭中立于不敗之地。這種趨勢在國內的合資企業(yè)中已得到體現(xiàn)。但國產品牌汽車的車身大規(guī)模在線激光焊接還是空白,提高產品品質,在國內開展有關應用研究工作,掌握關鍵技術、工藝,形成自主研發(fā)、創(chuàng)新、生產能力,是大勢所趨,也是國產品牌走向國際市場的基礎。
基于激光焊接的車身結構設計
與傳統(tǒng)零件相比,激光焊接需要更為穩(wěn)定的三維尺寸精度,對車身焊縫位置設計提出了更高的精度要求與質量保證。為了保證車身生產的穩(wěn)定性,我們必須控制激光釬焊相關的各個零件的功能尺寸,并且確定在合適的范圍內波動時,焊接外觀質量不會發(fā)生變化。
車身側圍和頂蓋的沖壓件采用傳統(tǒng)的多次沖壓方式,難以保證激光焊接區(qū)域對公差的要求范圍,沖壓必須嚴格保證幾何尺寸。改變傳統(tǒng)的兩次成形,一次沖壓A、B和C三個區(qū)域和分塊結構,通過同一加工基準,同一設備,同一安裝窩座加工安裝,保證激光焊接區(qū)域面度是一致的。
在外觀方面,傳統(tǒng)側圍起皺嚴重,會影響激光焊接。車身沖壓件裝配后,多使用電阻焊接,工件不受扭轉力矩,當工件的重力與點焊時加壓方向一致,焊接壓力足以克服工件的彈性變形,并仍能保持準確的裝配位置與定位基準貼合。
在進行車身頂蓋設計時,需要根據(jù)調試情況調整頂蓋整形的角度,也就是激光焊接面的面角度,保證側圍和頂蓋能在一個理想的間隙和角度下進行焊接。
激光焊接工業(yè)化系統(tǒng)開發(fā)
華工激光法利萊采用光纖激光器配以相應的導光系統(tǒng)、機器人、工裝夾具、車身輸送線及控制系統(tǒng)等進行激光焊接技術開發(fā),對轎車大型車身件(頂蓋與側圍)進行激光焊接,研究實用化的激光焊接關鍵技術、工藝、質量檢驗與控制措施,并將各加工制造系統(tǒng)有機集成,實現(xiàn)在線生產,滿足生產能力要求。
作為汽車生產線還需要攻克系統(tǒng)穩(wěn)定性技術難關,工業(yè)產品要求以穩(wěn)定性和可靠性為第一要素,因此需要對成套裝備及加工工藝進行技術優(yōu)化和完善,以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗干擾特性,以滿足工業(yè)加工每周7天、每天生產24 h的工作需求。
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