自動化激光焊接設備
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通過降低汽車重量，可以有效減少CO2等的排放、減少化石燃料和原材料消耗，可以降低懸掛裝置的負荷、降低振動強度提高乘坐舒適性，因此輕量化成為汽車工業發展趨勢。在一部整車中，白車身約占總重量的25％，如何降低車身重量顯得尤為重要。
為了滿足車身輕量化需要，出現了拼焊板沖壓、液壓（管材）成型和復合板材成型等新的成型技術，出現了高強度鋼板、鋁合金以及鎂合金等新材料，出現了激光焊接、機械連接等新的連接技術。本文圍繞車身輕量化對于沖壓的影響進行闡述，重點分析了激光拼焊板對沖壓的影響，及其在車身輕量化中的應用。
1激光拼焊板
激光拼焊板是指將兩張或多張不同厚度或不同材質的鋼板通過激光對焊成一張鋼板，然后進行整體沖壓成形的工藝。在傳統的白車身制造中，首先需要沖壓若干零件，然后再焊接成分總成，在很多零件上需要焊接加強板類的零件。與此相比，拼焊鋼板沖壓有很多顯著的優點，特別是減少工件數量，從而減少加工環節、降低生產成本。
圖1所示為傳統生產工藝與激光拼焊板工藝的對比，相比而言，激光拼焊板優勢眾多：降低工件重量，從而降低整車重量；減少累計公差，利用拼焊板沖壓，可以使零件一次沖壓成型，不需要將幾個零件焊成一個零件，大大提高了零件尺寸精度；激光焊接代替傳統電焊，時間可以得到大量節省，焊接質量得到質的提高；提高車身碰撞安全性能等等。
圖1 傳統生產工藝與激光拼焊板工藝的對比
2激光焊板的主要分類
1.直線焊縫激光拼焊板
焊縫為直線，分為連續直線焊縫拼焊板或非連續直線焊縫拼焊板，直線焊縫激光拼焊板約占激光拼焊板總量的60％左右。
焊縫為折線，分為連續折線焊縫拼焊板（即人字形焊縫拼焊板）、非連續折線焊縫拼焊板及多焊縫組合拼焊板，折線焊縫激光拼焊板約占激光拼焊板總量的35％左右。
3.曲線焊縫激光拼焊板
焊縫的全部或局部為曲線，曲線焊縫激光拼焊板約占激光拼焊板總量的5％左右。
傳統模具用來沖壓板料厚度、材料性能等一致的單一均質板料。在沖壓拼焊鋼板時，由于拼焊鋼板各部分板料厚度、材料性能各不相同，導致拉延過程中坯料不均勻變形、焊縫發生位移，給模具調試帶來很大影響。
因此，為了控制金屬流動，盡量減少焊縫的位移應遵循以下幾點原則：
1.在設計拼焊鋼板、制定沖壓工藝時要合理布置焊縫的形式和位置，要選用合適的母材、合適的板料厚度。
2.在模具調試時，需要對凸模、凹模和壓邊圈進行調整。首先合理布置拉延筋，控制金屬流動；采用分瓣式壓邊圈，使拼焊鋼板不同部位受到不同的壓邊力。
3.采用多氣缸局部壓邊控制壓邊力。
4激光拼焊板的應用
隨著技術的進步，拼焊鋼板已在汽車工業得到廣泛應用，拼焊鋼板已應用在車身縱梁、骨架、地板、門內板、側圍和保險杠等多個部位（見圖2）。
圖2 拼焊鋼板在車身上的應用
目前，中高檔轎車車身已普遍應用激光拼焊板；合資汽車廠轎車車型上的激光拼焊板采用其母公司（或合資伙伴）原始車型的設計。但考慮總體投資控制，部分拼焊件可能仍為CKD進口件（如一汽豐田的皇冠、一汽-大眾的高爾夫）；部分非關鍵拼焊件可能更改設計，改為等厚板件（如一汽-大眾奧迪A6 L的門檻板）。
國內汽車廠也已開始在車身應用激光拼焊件，并已形成成熟便捷的激光拼焊板供應網絡，如寶鋼集團已分別于北方、中東部及南方建立了三家激光拼焊板加工配送中心，并且其進一步計劃在重慶與武漢再建立兩家激光拼焊板加工配送中心。當然還有其他廠商也有在國內生產和配送，如蒂森克虜伯的武漢生產基地等。總之，國內汽車沖壓模具廠已擁有豐富的加工激光拼焊件沖壓模具的經驗。
今后，激光拼焊板在白車身上的應用會越來越多。
東莞市正信激光科技有限公司（工藝工程部）
