激光-电弧复合焊接技术在汽车制造领域“驰骋未来”

文摘   2024-11-15 13:32   辽宁  



2024年11月22-24日,第九届“光之聚”焊割行业创新发展论坛”将在山东济南召开,届时业内的顶级专家、学者将为我们带来干货满满的技术报告,还将有300+的焊接同仁(经销商比较多)出席,想了解焊接方面的各位同仁赶快报名吧。


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行业背景

汽车产业是国民经济的重要支柱产业,高新技术与高端装备密集,体现了国家制造技术水平。汽车产业经过 100 多年的发展,已经成为世界上规模最大、最重要的产业之一。根据世界汽车组织(OICA)统计数据,近几年,全球汽车产销量经历先增长后下降再恢复的态势。从细分市场来看,2010年-2022年期间,我国汽车产销量从1,826.47万辆和1,806.19万辆增至2,702.01万辆和2,686.4万辆。汽车产业的迅猛发展加速了汽车制造技术的不断创新。汽车车身作为汽车其他零部件的载体,其制造技术直接决定了汽车整体的制造质量。在汽车车身制造过程中,焊接是重要的生产工序。激光-电弧复合焊接技术具有能量密度高、焊接变形小、焊接速度快等优势,被广泛应用于汽车车身成形制造,是汽车车身焊接的主要技术手段。

如今,社会对汽车的节能减排要求日益提高,这推动汽车轻量化设计中更多轻质材料的应用,如镀锌高强钢和铝合金,这些材料通常采用激光焊接工艺进行焊接。然而,针对镀锌高强钢的激光对接焊接,要求对接坡口和装配间隙特别严格,这使其难以在大规模工业生产中应用。同时,激光对接焊接也面临着锌蒸发导致的焊接缺陷问题。铝合金在激光焊接中存在一系列挑战,因为铝合金具有较高的激光反射率,需要更大功率的激光进行焊接。此外,焊接过程中的强化元素蒸发会导致材料强度下降。另外,激光焊接设备成本高,前期准备工序也要求极为严格。激光-电弧复合焊接技术应运而生,为解决上述问题提供了一种创新性解决方案。这一技术将激光焊接和电弧焊接相结合,克服了激光焊接的一系列问题。它不仅用于镀锌高强钢的焊接,同时也用于铝合金焊接,且有望降低设备成本并减少前期准备工序的严格要求。这些特性使激光-电弧复合焊接技术成为现代汽车制造中的一项有发展前景的焊接解决方案。

图1.车身焊接示意图

Laser-arc Hybrid Welding

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单独激光焊接局限性

由于受激光功率的限制,激光束的穿透深度有限,并且市场上高功率高光束质量的激光器价格昂贵;激光焊接熔池流动凝固速率快,易产生气孔、裂纹等缺陷。与单独激光焊接相比,激光-电弧复合焊接可以提高工件的桥接能力。此外,激光-电弧复合焊接还可减少焊接接头处的脆硬相、裂纹、热变形和气孔等。

图2.激光-电弧复合焊接示意图

Laser-arc Hybrid Welding

03

激光-电弧复合焊接在汽车制造领域应用

1)汽车车身焊接:该技术可用于汽车车身焊接,包括车身框架、车门、引擎舱盖、行李厢盖等组件的制造。这种技术能够实现高焊接速度和高质量的焊缝,提高生产效率并减少生产成本。

2)汽车零部件焊接:该技术广泛应用于焊接汽车零部件,如排气管、悬挂系统、制动系统等。它可以实现不同材料的焊接,例如钢与铝的焊接,以满足汽车轻量化和性能的需求。

3)密封件焊接:在汽车制造中,需要密封件来确保引擎、传动系统和其他重要部件的密封性。激光-电弧复合焊接技术能够提供高度密封性的焊缝,减少液体和气体泄漏的风险。

4)汽车电池制造:随着电动汽车的普及,电池成为关键部件。激光-电弧复合焊接用于电池模块和电池包的制造,确保电池单体之间的连接牢固和可靠。

5)汽车不锈钢:汽车排气系统通常采用不锈钢制造,激光-电弧复合焊接技术能够高效、可靠地连接不锈钢管道和零部件。

6)汽车轮毂焊接:车轮毂的焊接需要高精度和高质量的焊接,以确保汽车行驶的平稳性和安全性。激光-电弧复合焊接可用于轮毂的制造,确保高度一致的焊缝。

Laser-arc Hybrid Welding

04

激光-电弧复合焊接技术在汽车领域应用

激光焊接技术的市场需求急剧增长,这推动了焊接技术的不断发展。特别以汽车铝车身制造为例,从传统焊接到激光焊接再到激光-电弧复合焊接,焊接工艺逐渐升级演进,取得了显著的加工效果。德国大众汽车公司辉腾(Phaeton)系列车型的所有车门都采用了冲压、铸件和挤压成形的铝件,大众汽车公司研发人员设计了激光-电弧复合焊接头,应用激光-MIG电弧复合焊接工艺技术。由于其机头体积更小,能够在更多环境与空间中操作。整个车门共计48条激光-电弧复合焊缝,长度为3570mm。焊接工艺为:激光功率2.9kW,焊接速度4.2m/min,送丝速度6.5m/min。此外,激光-MIG电弧复合焊接技术已成功应用于奥迪A8车型的全铝车身制造,特别是在车身侧顶梁的具体位置,全车身的激光-MIG电弧复合焊接焊缝长度总计达到了4500mm。奥迪公司激光技术中心负责人HELTEN先生对该技术赞不绝口:“激光与电弧两种焊接方法的复合应用,为我们提供了更出色的焊接性能。不论是从生产效率、成本、焊接质量还是安全性各个方面考虑,激光-MIG电弧复合焊接技术都充分突破了传统热焊接工艺的种种限制。”这一技术在汽车制造中的成功应用表明,激光-电弧复合焊接技术在提高生产效率、降低成本、改善焊缝质量以及增强安全性等方面取得卓越的成就。





诚挚感谢以下企业对2024第九届“光之聚”焊割行业创新发展论坛的鼎力支持


2024第九届“光之聚”焊割行业创新发展论坛




赞助企业名单(11.15)

独家冠名单位:山东光之聚激光科技有限公司

晚宴赞助:中国机械工程学会埃森展组委会

冷餐赞助:山东华奥电气有限公司

冷餐赞助:山东凯斯锐智能装备有限公司

直播间赞助:郑州华迈智能科技有限公司

茶歇赞助:无锡超强伟业科技有限公司


协办报告单位:

江苏大族智能焊接装备集团有限公司

厦门锋元机器人有限公司

锡九川机器人有限公司

北一半导体科技(广东)有限公司

济南二机床集团焊接与锻热公司


笔记本冠名:青岛艾特尔电源科技有限公司

手提袋冠名:北京北钨新材科技有限公司/北钨新材料(香河)科技有限公司

椅套冠名:任丘市浩一金属制品有限公司

矿泉水冠名:任丘市一航焊割设备有限公司


展示单位:

任丘市一航焊割设备有限公司

上海方菱计算机软件有限公司

山东威尔得工具有限公司

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武汉星华远焊割设备有限公司

特威尔焊接设备有限公司

青岛海特电源设备有限公司

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山东世商焊材有限公司

嘉强(上海)智能科技股份公司

江苏大族智能焊接装备集团有限公司


支持单位:


捷恩特焊材(大连)有限公司广州市尼佳焊接设备有限公司山东零度机械设备有限公司珠海市金锐焊接设备科技有限公司


白酒赞助:贵州南国龙酒业有限公司

红酒赞助:焊接互联

啤酒赞助:青岛海源兴科电子机械有限

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晚宴礼品赞助:

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