通快集团激光业务中国负责人Günther Weinmann先生
20世纪80年代工业用激光系统的开发研制标志了材料加工革命的开始。具有高功率密度的激光光束能在瞬间融化任何材料,无需接触工件或在工件上施加任何外力,不仅实现了高速加工,同时还将工件扭曲现象降至最低并减少了磨损量。
“今天,激光已成为主要用于切割、焊接和打标的通用工具。使用激光技术,人们能够灵活并高效地进行各种材料的加工。使用激光进行材料加工的技术优势十分突出,它能在无接触的条件下加工工件,无磨损现象且不留加工痕迹。”通快集团激光业务的中国负责人Günther Weinmann先生说到。
激光焊接技术
激光焊接是采用偏光镜反射激光产生的光束,使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束。
汽车工业中,激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在车身设计制造中,根据车身不同部位的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造,如车门,然后再进行成形。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等优点,目前已被许多大汽车制造商和零部件供应商所采用。
车身部件的切削
激光焊接主要应用于车身框架结构的焊接,例如顶盖与侧面车身的焊接,传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所代替。采用激光焊接技术,工件连接之间的接合面宽度可以减少,既降低了板材使用量也提高了车体的刚度。激光焊接零部件速度快,零件焊接部位几乎没有变形,不需要焊后热处理。目前,激光焊接零部件常见于变速器的齿轮和轴、气门挺杆、车门铰链等的生产中。
激光焊接的热源集中、焊接强度高、热变形小,使用后可以提高车身尺寸精度、车身质量稳定性及结构可靠性,特别是在车身构件及车架的焊接中,很大程度上取代了传统的点焊。此外,激光焊接还可以减少结构件质量及材料消耗,极大地提高了车身部件及整个车身的耐腐蚀性能,并且在改善车身质量的前提下,减少装配工作量和成形工具、冲压机的投资以及运输、储存金属材料的费用。
对车门进行遥控焊接
布局灵活,柔性十足
早在1996年,德国大众就在帕萨特的车顶篷焊接中采用了激光焊接技术。随着时间的推移,激光技术在汽车工业中得到了越来越广泛的应用。
在实际生产中,人们可将激光源放在远离生产现场的地方,如地下室,通过光纤将激光光束引到机械手的前端,最后由光学系统将激光打到工件上。激光源与工作站之间的最远距离可达100m,生产布局十分灵活,柔性十足。
通快集团的HL 4006D型CW固体激光器,加工工件上的激光功率达4kW。一台HL 4006D型激光器可分出6个工作站,当一个工作站在进行焊接操作时,其他的工作站可以为下一个焊接工位做准备,使得生产过程具有很大的冗余量。在车身焊接中,6个工作站可同时焊接不同部位,在不到1min的时间内就可完成整个车身的焊接。
激光焊接具有焊缝窄、质量好、强度高等特点。与传统的焊接方式相比较,由于激光焊接省去了许多添加材料,车身的重量减轻了;同时,灵活的激光网络布局,设备的空间安排能够节省40%左右。激光焊接技术的这种灵活性充分满足了汽车制造业多品种、小批量生产的特点。人们可根据生产的需要,在生产线上灵活地布置激光焊接点,实现不同车型的混线生产。
激光焊接带来的好处是显而易见的,采用激光焊接技术可使车身强度提升30%,但成本也较为昂贵的。激光焊接技术与传统焊接技术相比,其初始成本高,但就产品寿命的整个周期而言,激光技术的应用极大地提高了生产率,缩短了加工时间。现在,很多整车及零部件生产厂都采用了激光焊接技术。仅就德国大众而言,其在全球范围内拥有的HL 4006D型激光器的总数就多达450台,途安、高尔夫车型中激光焊接的焊缝长度均达到70m以上。中国的大众车系也采用了激光焊接制造工艺,上海大众现在的产品中使用激光焊接最多的是途安。
精巧的激光钻孔
行业的领跑者
2004年底,通快集团的第1万台CO2激光器下线。到目前为止,通快集团已有约3万台激光产品遍布世界各地。通快集团也因此成为生产从事此类加工的工业激光机床的世界领导企业,其全球范围内的子公司几乎已为任何可能的应用找到了合适的解决方案:从小型加工厂到用于三维材料加工的带有摄像引导的5轴激光加工机床。
目前,通快集团的年销售额中几乎70%的业务都与激光产品相关。此外,通快集团的标准机床也大量应用了自己的激光产品。Günther Weinmann先生最后表示,“随着中国汽车工业的壮大,参与到国际竞争中去将是大势所趋。他相信,在增强企业竞争力,提高产品质量方面,通快集团的激光技术将会助中国汽车工业一臂之力!” .
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