激光加工已經(jīng)滲透進(jìn)諸多高端行業(yè),汽車行業(yè)就是其中的代表。根據(jù)中國汽車市場數(shù)據(jù),2021年我國生產(chǎn)2608.2萬輛,同比增長3.4%。銷售2627.5萬輛,同比增長3.8%,我國汽車產(chǎn)銷總量已經(jīng)連續(xù)13年位居全球第一。2021年中國新能源汽車銷售352.1萬輛,同比增長1.6倍,占到汽車總銷量的13.4%,連續(xù)7年位居全球第一。2022年我國汽車總銷量預(yù)計達(dá)到2750萬輛,同比增長5%左右。新能源汽車將達(dá)到500萬輛,同比增長42%,市場占有率有望超過18%。

無論是在燃油車還是新能源汽車整車制造過程中,汽車白車身的焊接都是汽車生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié),白車身的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到整車的質(zhì)量和使用壽命。當(dāng)前,歐美發(fā)達(dá)國家已有50%-70%的汽車零部件制造工序用激光加工來完成,國內(nèi)市場還遠(yuǎn)未達(dá)到這個水平。大范圍應(yīng)用主要是因為激光具有能量密度高、變形小、熱影響區(qū)窄、焊接速度高、易實現(xiàn)自動控制、無后續(xù)加工的優(yōu)點,采用激光焊接的方式不僅可以降低車身重量、提高車身的裝配精度、提升汽車制造效率、降低汽車生產(chǎn)成本,同時還能大大加強車身的強度,在用戶享受舒適的同時,為其提供更高的安全保障。

而隨著國內(nèi)激光行業(yè)的蓬勃發(fā)展,以銳科激光(300747)等為代表的激光先行企業(yè)們逐步深入拓展激光在汽車制造領(lǐng)域的合作與應(yīng)用。面對需求日益旺盛的汽車大行業(yè)背景,激光的應(yīng)用普及率日益提升,從下圖我們可以看出激光在汽車制造中的應(yīng)用非常廣泛,白車身已進(jìn)入激光焊接時代。這與中國激光企業(yè)基于這一行業(yè)定制的針對性解決方案的實施密不可分,國產(chǎn)光纖激光器替代進(jìn)口的發(fā)展良機已經(jīng)到來。

激光在汽車白車身的應(yīng)用

在國家“雙碳”號召下,銳科激光一直致力于降本增效,為汽車智能制造領(lǐng)域的激光應(yīng)用研發(fā)定制了諸多適合不同需求的光纖激光器產(chǎn)品及解決方案。下面就銳科激光在汽車方面的應(yīng)用案例進(jìn)行相關(guān)介紹。

一、鋁合金頂蓋激光填絲焊應(yīng)用案例

應(yīng)用于車身的激光焊接主要分為兩種方式:一種為熔焊,不需要填充物質(zhì),激光直接作用在工件表面上進(jìn)行焊接,主要應(yīng)用在汽車側(cè)圍側(cè)轉(zhuǎn)、車門、底板等結(jié)構(gòu);另一種為填充焊,即通常所說的釬焊,主要應(yīng)用在頂蓋,尾蓋,流水槽等結(jié)構(gòu)。那么填充焊接可以采用哪種光源產(chǎn)品呢?當(dāng)前,銳科激光帶光閘高功率光纖激光器已經(jīng)被多家汽車廠商運用于以上汽車部位的相關(guān)焊接。銳科激光自主研發(fā)的分時光閘具有更強可靠性、耦合效率高達(dá)96%以上等技術(shù)優(yōu)勢,可插拔設(shè)計可使故障快速修復(fù),同時可使一臺激光器兼具切割、焊接、鉆孔和熔覆的功能,實現(xiàn)一機多用,可顯著降低用戶對設(shè)備的投入成本,提升加工效率。

帶光閘高功率光纖激光器RFL-C6000H

產(chǎn)品應(yīng)用:汽車制造車身焊接

光閘技術(shù)優(yōu)勢:

單路耦合器,2、4路分時光閘

耦合效率≥96%

切換時間短,二、汽車拼焊板應(yīng)用案例

激光拼焊板技術(shù)是先將不同或相同厚度、強度、材質(zhì)的冷軋鋼板,切成合適的尺寸和形狀,然后激光焊接成一個理想的整體,即激光拼焊板。它具有減少工件數(shù)量、減少加工環(huán)節(jié)、降低生產(chǎn)成本、提高工件質(zhì)量、降低工件重量,從而降低整車重量等優(yōu)點,現(xiàn)在幾乎所有的著名汽車制造商都已在汽車生產(chǎn)中大量使用激光拼焊板,并且已經(jīng)出現(xiàn)了為汽車制造商提供激光拼焊板的供應(yīng)商。銳科激光研發(fā)的C4000XZ/C6000XZ/C6000H可較好地適用于汽車拼焊板的應(yīng)用。

三、汽車熱成型板激光切割應(yīng)用案例

汽車車身的強度很大程度地取決于車身的設(shè)計與鋼板強度,因此車身重要防護部位的鋼板強度就顯得尤為重要。而熱成型鋼板技術(shù)是指將鋼板經(jīng)過近1000攝氏度的高溫加熱之后一次成形,又迅速冷卻從而全面提升了鋼板強度,屈服度達(dá)1000Mpa之高,每平方厘米能承受10噸以上的壓力,把這種材料用在車身上,在車身重量幾乎沒有太大變化情況下,承受力提高了30%,使汽車的剛強度達(dá)到全新水準(zhǔn),汽車的安全性也得以提高。而在汽車生產(chǎn)制造過程中不可避免的會涉及到熱成型板的切割,推薦可采用銳科第三代單模組連續(xù)光纖激光器C4000S。它具有無接觸加工、切割質(zhì)量精度高、效率好、柔性好及無需二次加工等特點。

單模組連續(xù)光纖激光器RFL-C4000

產(chǎn)品應(yīng)用:汽車熱成型板激光切割

產(chǎn)品特點:

電光轉(zhuǎn)換效率高

抗高反能力

薄板切割高效

輸出光纖長度可定制

風(fēng)冷或水冷可選

免維護運行

四、鋁合金側(cè)圍激光清洗應(yīng)用案例

一般在對汽車鋁合金薄板進(jìn)行激光焊接前,需對其進(jìn)行預(yù)清洗處理。采用銳科500W自動化激光清洗系統(tǒng),可有效去除鋁合金表面氧化層與油脂等污染物,顯著減少焊后黑灰和焊縫內(nèi)部氣孔,焊接接頭強度和延伸率均得到提升,加強了焊接均勻性,提升了焊接質(zhì)量。目前該清洗解決方案已使用于某國外知名汽車生產(chǎn)線。

高功率脈沖光纖激光器RFL-P500H

產(chǎn)品應(yīng)用:汽車頂蓋清洗/鋁合金側(cè)圍清洗

產(chǎn)品特點:

通用控制接口

兼容性強

工作頻率可調(diào)

高單脈沖能量

光束勻化度高

五、車架VIN激光打碼應(yīng)用案例

采用傳統(tǒng)機械劃刻的方式進(jìn)行汽車車架VIN激光打碼,會存在劃刻頭損傷或劃不動的問題。而激光具有柔性好、無接觸加工、減少刀具磨損、降低生產(chǎn)成本、較強的穩(wěn)定性及一致性的特點,可滿足超高強度材料的加工使用。采用銳科QCW300光纖激光器對高強鋼深雕達(dá)到0.3mm,20s內(nèi)即可完成。

準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器QCW300/3000

產(chǎn)品應(yīng)用:座椅橫梁VIN打碼/發(fā)動機缸蓋打碼

產(chǎn)品特點:

具有連續(xù)和脈沖兩種模式

峰值功率高達(dá)3000W

極其穩(wěn)定的輸出性能

優(yōu)異的光束質(zhì)量

QBH輸出頭,輸出長度可選

風(fēng)冷/水冷散熱產(chǎn)

激光在汽車智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,除以上車身應(yīng)用之外,還涉及汽車燈塑料、安全氣囊點火器、觸發(fā)器、噴油嘴、汽車空調(diào)、點煙器、轉(zhuǎn)向器、傳感器等零部件的應(yīng)用。

未來,隨著激光在各行業(yè)的應(yīng)用工藝持續(xù)發(fā)展成熟,汽車及零部件相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步開拓。銳科激光將秉承技術(shù)創(chuàng)新之路,發(fā)揮行業(yè)帶頭作用,持續(xù)為汽車行業(yè)提供更加優(yōu)異可靠的產(chǎn)品。