激光拼焊工艺在冲压件个性定制中的应用.pdf
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1、模具制造 2023年第9期激光拼焊工艺在冲压件个性定制中的应用袁晓瑛,王冬波,袁银辉,王庚(陕西重型汽车有限公司,陕西西安712000)【摘要】随着汽车产业的蓬勃发展和对制造工艺优化日益增长的需求,先进制造技术在汽车制造中的应用越来越广泛。激光拼焊技术因具有材料利用率高、成本低、适应性强等特点,被广泛应用于各知名品牌汽车制造企业的车身结构件制造中。为适应车身复杂结构件降本增效,质量提升等方面的要求,激光拼焊技术在冲压件的个性化定制方面具有独特且优异的表现。对激光拼焊工艺进行了概述,并就该工艺实现冲压件的个性化定制方面展开研究分析。关键词:激光拼焊;个性化定制;冲压件中图分类号:TG659文献标
2、识码:BDOI:10.12147/ki.1671-3508.2023.09.015Application of Laser Welding Technology inPersonalized Customization of Stamping PartsYuan Xiaoying,Wang Dongbo,Yuan Yinhui,Wang Geng(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.,Ltd,Xian,Shaanxi 712000,CHN)【Abstract】With the rapid development of the automotive industry
3、 and the increasing demand foroptimized manufacturing processes,advanced manufacturing technologies are becoming more andmore widely used in automotive manufacturing.Laser welding technology,with its high materialutilization,low cost,and strong adaptability,has been widely applied in the manufacturi
4、ng of bodystructural components by various well-known and brand-name car manufacturers.In order tomeet the requirements of cost reduction,efficiency improvement,and quality enhancement forcomplex body structure components,laser welding technology has shown unique and excellentperformance in the pers
5、onalized customization of parts.This article will provide an overview oflaser welding processes and conduct research and analysis on the personalized customization ofpartsachievedbythistechnology.Key words:laser welding technology;personalized customization;stamping parts模具制造技术1研究背景提高汽车燃油(电耗)效率、制造效率
6、和品质,降低生产成本以及对环境的影响,始终是汽车制造业努力追求的目标。相对于传统车身制造工艺,激光拼焊工艺是目前汽车制造企业实现车身轻量化以提升制造效率和品质的重要工艺1。汽车车身不同位置的冲压件承担的功能不尽相同,承受的载荷具有一定的差异。车身冲压件的设计和制造需要在满足功能需求的同时兼顾工艺经济性。汽车生产线上的冲压设备具有一定的工艺范围,无法满足超出冲压最大尺寸冲压件的一次成形,而采用多个冲压件连接的方式又增加了车身冲压件整体数量2。与此同时,由于某一次成形冲压件使用确定材质的原材料制作成形,但该冲压件不同区域的功能和载荷存在差异,所以该冲压件部分区域的材质、厚度、强度等与实际需求的匹配
7、并非是最佳的,由此会造成资源浪费,也不利于实现车身轻量化。拼焊工艺可以实现不同材质、厚度、材料性能冲压件的拼接焊接,是实现车身冲压件轻量化的有效途径。模具制造技术50模具制造 2023年第9期2激光拼焊工艺概述激光拼焊是一种高能量密度的无接触焊接工艺,它采用激光束对焊缝进行加热,使焊材熔化并形成联合,从而实现焊接的目的3。激光拼焊具有加热速度快、热影响区小、变形小、断口形式良好等优点,适用于各种金属材料的焊接。同时,由于激光束的高能量密度,还能够实现焊接高反射率的材料,如铜、铝等。激光拼焊工艺通常分为连续激光拼焊和脉冲激光拼焊两种。在连续激光拼焊中,激光束连续地对焊缝进行加热,适用于焊接较厚的
8、材料;而在脉冲激光拼焊中,激光束以脉冲的形式进行加热,适用于焊接较薄的材料。激光拼焊工艺对设备的要求较高,需要使用高质量的激光器、调制器、反射镜等器件,同时还需要配备高度自动化的控制系统,以确保焊接的质量和稳定性。3激光拼焊工艺的应用现状3.1国内应用现状激光拼焊工艺在国内被广泛应用于汽车、航空航天、电子、机械制造等各个领域。例如,汽车工业中常用于车身板件、发动机、排气管等零部件的拼接、修补和加强;在机床制造领域中,激光拼接用于大型工件的拼接和多模块的快速拼装。目前国内激光拼焊技术的研究方向主要包括激光参数优化、材料界面反应机理研究、激光拼焊接头性能评价等方面。3.2国外应用现状美国激光拼焊的
9、研究始于20世纪70年代,目前,美国的激光拼焊技术已广泛应用于汽车、航空、造船、能源等领域。美国福特汽车公司利用激光拼焊技术生产汽车尾门,并成功地在福特F-150等车型中应用。波音公司采用激光拼焊技术将飞机主框架进行拼接,优于传统的铆接技术,大大减轻了飞机重量,从而节约燃油,减少污染。德国的激光拼焊技术始于20世纪80年代,德国戴姆勒-奔驰公司采用激光拼焊技术生产汽车底板,使汽车重量减少了30,同时提高了车身稳定性。德国能源公司采用激光拼焊技术将船舶管道连接,使得船舶能够承受更高的压力和更大的负荷,保证了船舶的安全性。日本本田汽车公司已经采用激光拼焊技术将汽车车身拼焊,使车身重量更轻,车身稳定
10、性更好,电池使用寿命更长。日本空间局利用激光拼焊技术制造卫星的固定装置,大大减少了卫星发射前的组装时间和费用,提高了卫星的稳定性和可靠性。4激光拼焊工艺实现冲压件个性定制的应用与分析侧围内板是汽车车身零部件中一块长度较长的内板,以增加车身的稳定性和承载能力,这种内板通常由高强度的钢材制成,可以有效地防止车身在碰撞时变形和扭曲,它还可以提高车身的刚性和减少噪音、震动和异响,提高乘车舒适性4。加长侧围内板是现代汽车制造技术中的一项非常重要的改进,可以使汽车更加安全、稳定和耐用。下面以我司某车型汽车侧围内板为例,阐述在该冲压件上应用激光拼焊工艺的后产生的效果。4.1冲压件个性化定制的案例某车型侧围内
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