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激光在汽车白车身生产制造中的五大应用案例

激光加工已经渗透进诸多高端行业,汽车行业就是其中的代表。根据中国汽车市场数据,2021年我国生产2608.2万辆,同比增长3.4%。销售2627.5万辆,同比增长3.8%,我国汽车产销总量已经连续13年位居全球第一。2021年中国新能源汽车销售352.1万辆,同比增长1.6倍,占到汽车总销量的13.4%,连续7年位居全球第一。2022年我国汽车总销量预计达到2750万辆,同比增长5%左右。新能源汽车将达到500万辆,同比增长42%,市场占有率有望超过18%。

无论是在燃油车还是新能源汽车整车制造过程中,汽车白车身的焊接都是汽车生产过程中的一个重要环节,白车身的焊接质量直接关系到整车的质量和使用寿命。当前,欧美发达国家已有50%-70%的汽车零部件制造工序用激光加工来完成,国内市场还远未达到这个水平。大范围应用主要是因为激光具有能量密度高、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,

采用激光焊接的方式不仅可以降低车身重量、提高车身的装配精度、提升汽车制造效率、降低汽车生产成本,同时还能大大加强车身的强度,在用户享受舒适的同时,为其提供更高的安全保障。

而随着国内激光行业的蓬勃发展,以锐科激光等为代表的激光先行企业们逐步深入拓展激光在汽车制造领域的合作与应用。面对需求日益旺盛的汽车大行业背景,激光的应用普及率日益提升,从下图我们可以看出激光在汽车制造中的应用非常广泛,白车身已进入激光焊接时代。这与中国激光企业基于这一行业定制的针对性解决方案的实施密不可分,国产光纤激光器替代进口的发展良机已经到来。

激光在汽车白车身的应用

在国家“双碳”号召下,锐科激光一直致力于降本增效,为汽车智能制造领域的激光应用研发定制了诸多适合不同需求的光纤激光器产品及解决方案。下面就锐科激光在汽车方面的应用案例进行相关介绍。

一、铝合金顶盖激光填丝焊应用案例

应用于车身的激光焊接主要分为两种方式:一种为熔焊,不需要填充物质,激光直接作用在工件表面上进行焊接,主要应用在汽车侧围侧转、车门、底板等结构;另一种为填充焊,即通常所说的钎焊,主要应用在顶盖,尾盖,流水槽等结构。那么填充焊接可以采用哪种光源产品呢?当前,锐科激光带光闸高功率光纤激光器已经被多家汽车厂商运用于以上汽车部位的相关焊接。锐科激光自主研发的分时光闸具有更强可靠性、耦合效率高达96%以上等技术优势,可插拔设计可使故障快速修复,同时可使一台激光器兼具切割、焊接、钻孔和熔覆的功能,实现一机多用,可显著降低用户对设备的投入成本,提升加工效率。

RFL-C6000H

光闸技术优势:

单路耦合器,2、4路分时光闸

耦合效率≥96%

  • 切换时间短,<45ms
  • 快速光纤熔断保护
  • 具备安全的机械、电气、控制监控系统
  • 光束切换装置可靠,可实现数十万次连续切换

产品应用:

汽车制造车身焊接
二、汽车拼焊板应用案例

激光拼焊板技术是先将不同或相同厚度、强度、材质的冷轧钢板,切成合适的尺寸和形状,然后激光焊接成一个理想的整体,即激光拼焊板。它具有减少工件数量、减少加工环节、降低生产成本、提高工件质量、降低工件重量,从而降低整车重量等优点,现在几乎所有的著名汽车制造商都已在汽车生产中大量使用激光拼焊板,并且已经出现了为汽车制造商提供激光拼焊板的供应商。锐科激光研发的C4000XZ/C6000XZ/C6000H可较好地适用于汽车拼焊板的应用。

三、汽车热成型板激光切割应用案例

汽车车身的强度很大程度地取决于车身的设计与钢板强度,因此车身重要防护部位的钢板强度就显得尤为重要。而热成型钢板技术是指将钢板经过近1000摄氏度的高温加热之后一次成形,又迅速冷却从而全面提升了钢板强度,屈服度达1000Mpa之高,每平方厘米能承受10吨以上的压力,把这种材料用在车身上,在车身重量几乎没有太大变化情况下,承受力提高了30%,使汽车的刚强度达到全新水准,汽车的安全性也得以提高。而在汽车生产制造过程中不可避免的会涉及到热成型板的切割,推荐可采用锐科第三代单模组连续光纤激光器C4000S。它具有无接触加工、切割质量精度高、效率好、柔性好及无需二次加工等特点。

RFL-C4000

产品特点:

电光转换效率高

抗高反能力

薄板切割高效

输出光纤长度可定制

风冷或水冷可选

免维护运行

产品应用:汽车热成型板激光切割
四、铝合金侧围激光清洗应用案例

一般在对汽车铝合金薄板进行激光焊接前,需对其进行预清洗处理。采用锐科500W自动化激光清洗系统,可有效去除铝合金表面氧化层与油脂等污染物,显著减少焊后黑灰和焊缝内部气孔,焊接接头强度和延伸率均得到提升,加强了焊接均匀性,提升了焊接质量。目前该清洗解决方案已使用于某国外知名汽车生产线。

RFL-P500H

产品特点:

通用控制接口,兼容性强

工作频率可调

高单脉冲能量

产品应用:汽车顶盖清洗/铝合金侧围清洗

光束匀化度高
五、车架VIN激光打码应用案例

采用传统机械划刻的方式进行汽车车架VIN激光打码,会存在划刻头损伤或划不动的问题。而激光具有柔性好、无接触加工、减少刀具磨损、降低生产成本、较强的稳定性及一致性的特点,可满足超高强度材料的加工使用。采用锐科QCW300光纤激光器对高强钢深雕达到0.3mm,20s内即可完成。

QCW300/3000


产品特点:

具有连续和脉冲两种模式

峰值功率高达3000W

极其稳定的输出性能

优异的光束质量

QBH输出头,输出长度可选

风冷/水冷散热产

产品应用:座椅横梁VIN打码/发动机缸盖打码

激光在汽车智能制造领域的应用十分广泛,除以上车身应用之外,还涉及汽车灯塑料、安全气囊点火器、触发器、喷油嘴、汽车空调、点烟器、转向器、传感器等零部件的应用。

未来,随着激光在各行业的应用工艺持续发展成熟,汽车及零部件相关应用领域也在逐步开拓。锐科激光将秉承技术创新之路,发挥行业带头作用,持续为汽车行业提供更加优异可靠的产品。

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