激光焊接在汽車行業應用與前景
发布时间:2023-03-05 01:16:42
作者:銘泰激光_淩編
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汽車行業是目前我國激光焊接設備主要應用領域之一,目前銘泰激光很大一部分收入規模來自激光焊接市場。其中,銘泰激光近幾年來自汽車動力電池行業的客戶收入接近其總收入的80%。
激光焊接以其能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点,已成为工业制造中的重要手段之一。汽车制造业是当前工业生产中最大规模使用激光焊接技术的行业,激光焊接機的灵活性满足了汽车各种材料的加工,降低汽车生产成本,提高生产效率,给汽车制造业带来巨大的经济效益。激光焊接技术主要用于汽车白车身顶盖激光自动焊接、多联齿轮激光焊接、安全气囊点火器激光焊接、传感器激光焊接、电池阀激光焊接等,具体如下:
激光焊接汽車車身的特點
1、非接觸式加工
激光焊接在汽車制造中最重要的優點體現在先進的非接觸式加工方式。靠螺絲緊固、膠粘連接等傳統加工方法並不能滿足現代汽車制造中對精密性和堅固性的要求,並且新材料的應用,也讓傳統加工方法略顯劣勢。激光焊接是無接觸性的,在加工過程中,可以不觸碰産品就能實現精密焊接,在連接的堅固性、無縫性、精密性和清潔性上實現了工藝的跨越式進步。
2、激光焊接提升汽車輕量化
采用激光焊接可以在汽車制造中用更多的沖壓件代替鑄造件,用連續的激光焊縫代替分散的點焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強部件,降低車身結構本身的體積,從而減少了車身的重量,滿足了汽車節能減排的要求。
3、提升車身裝配精度和剛度
一輛汽車的車身加底盤共有數百上千種零件,如何將其連接在一起對整車車身的剛性有著直接的影響,采用激光焊接幾乎可以把所有不同厚度、牌號、種類和等級的金屬材料連接在一起,焊接的精度和車身的裝配精度大大提高,車身剛度提升30%以上,從而提高了車身的安全性。
4、激光混合焊接提升工藝穩定性
與純激光焊接技術相比,利用激光混合焊接技術可大大提高板金件縫隙的連接能力,從而使得企業可以更加充分地利用激光高速焊接時電弧焊接的工藝穩定性。
此外,采用激光焊接還可以降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本,縮短生産周期,減少零件的數量,提高了車身一體化程度。激光焊接零部件,零件焊接部位幾乎沒有變形,焊接速度快,而且不需要焊後熱處理,目前激光焊接零部件已經廣泛采用,常見于變速器齒輪、氣門挺杆、車門鉸鏈等。
中國汽車工業發展狀況分析
2011年以來,我國汽車工業發展由高速增長轉爲平穩增長,2018年中國汽車工業總體運行平穩,受政策因素和宏觀經濟的影響,其産銷量低于年初預期,全年汽車産銷分別完成2781萬輛和2808萬輛,2019年,汽車産銷分別完成2572.1萬輛和2576.9萬輛,同比分別下降7.5%和8.2%,連續11年蟬聯全球第一。中國是汽車工業大國,汽車工業轉型升級平穩發展,對促進先進激光焊接設備在汽車工業的應用具有非常大的作用。
激光焊接在汽車工業的應用前景分析
在我國汽車工業平穩發展的大背景下,隨著汽車輕量化的需求、國産激光焊接技術的突破、應用滲透率的提升,未來激光焊接設備在汽車工業的應用前景廣闊,具體如下:
1、汽車輕量化的需求
汽車輕量化使激光焊接工藝越來越受到重視和廣泛應用。《促進汽車動力電池産業發展行動方案》中提到要發展汽車輕量化技術,2016年-2020年爲第一階段,重點發展超高強度鋼和先進高強度鋼技術,包括材料性能開發,輕量化設計方法,成型技術,焊接工藝和測試評價方法等。高質高效的激光焊接關鍵工藝及成套裝備,是實現汽車輕量化、高安全性和柔性高效生産的重要技術保證。與在制造環節傳統的電阻焊相比,激光焊接不僅能壓縮車身結構件本身的體積,減少車身重量,降低汽車油耗,而且可以減少工序和生産材料損失,提高生産效率。
2、國産焊接技術的突破
國産汽車焊接技術獲突破,打破國際壟斷。近幾年,國內汽車企業越來越多地采用自動焊接生産線,但這一市場基本被ABB、KUKA、COMAU壟斷,內資企業在合作過程中缺少相應的話語權,企業采用激光焊接的積極性較弱。2016年,由華工激光聯合華中GA黄金甲·(中国区)官方网站大學、神龍、通用等多家下遊車企單位共同自主研發的“汽車制造中的高質高效激光焊接、切割關鍵工藝及成套裝備”項目獲得國家GA黄金甲·(中国区)官方网站進步一等獎,實現汽車制造領域中激光焊接、切割關鍵工藝及成套裝備國産化,打破國外在此領域40多年的壟斷曆史,標志著我國在汽車制造領域激光先進制造技術的重大突破。未來隨著國産激光焊接技術的進一步突破,激光焊接技術在我國汽車制造領域的應用將會更多。
3、應用滲透率的提升
我国汽车工业激光焊接渗透率提升空间巨大。德国人最早把激光焊接技术运用于汽车,在20世纪90年代中期,BMW公司利用激光焊接機器人完成了BMW5系列轿车的第一条焊缝,焊缝总长度达12m。随后,奥迪、速腾、高尔夫及Passat 等品牌的车顶采用了激光焊接技术,通用、丰田、福特、宝马、奔驰等公司陆续均采用了激光焊接技术。目前国内激光焊接在汽车产业的应用率大在20%-25%,而欧美发达国家的普及率已经达到了60%以上,预计国内激光焊接应用率将会在近十年内达到国外同等水平,未来激光焊接设备的收入空间可观,激光焊机在我国汽车工业的应用有巨大的提升空间。