汽車制造商越來越依賴于激光技術來進行高強度鋼的加工處理。無論是用于焊接、切割還是表面處理，激光加工的經濟優勢均得到進一步體現。
高強度鋼在汽車工業中得到越來越廣泛的應用，這使得汽車的制造成本進一步降低。其原因在于，高強度鋼的使用降低了汽車裝配環節中的零部件的數量，因此降低了生產成本，減輕了整車重量，最終使汽車的燃油消耗得以降低。
激光堆焊應用——表面耐磨處理
新型鋼材的使用并非一帆風順，沒有任何障礙。為了獲得高強度或超高強度性能，通常在成型期間對汽車零部件進行壓力硬化處理。奧地利格拉茨理工大學的模具與成型研究所進行的“Cool Tool”項目正是進行了這方面的研究。這套方案包含了一套對壓力硬化過程進行低溫回火的模具加工系統，這個系統利用經過改進的技術，可以更加經濟地對硼化合金鋼進行壓力硬化處理。冷卻通道的幾何形狀就像網絡一樣布滿于模具內部，從而優化了冷卻與加熱能力，縮短了加工周期。
模具通常采用球墨鑄鐵材料制成，其成本很低，而且便于進行二次加工，但是存在表面強度低、耐磨性差等問題，所以有必要在承受高載荷區域覆上一層高硬度材料，激光粉末堆焊就可完成這個操作。事實證明，激光粉末堆焊是一種很好的完成此種工藝的方法。通快激光系統公司也進行了此種工藝的研究，并且開發出了金屬粉末直接沉積設備(Direct Metal Deposition，DMD)。
在這種工藝中，金屬粉末以與激光光束同軸的方向被送入工件表面激光熔池中，而不必對工件進行預熱。金屬粉末與基體材料一起形成了高強度的耐磨冶金混合物。與傳統的燒結方法相比，激光粉末沉積有著無可比擬的優勢：熱輸入量小，硬度增加而且表面裂紋減少；涂層內部硬度有限分布，摩擦系數好；基體材料變形微乎其微，殘余應力在成型中不會導致裂紋。而且激光粉末沉積完全可以用于自動化生產。
三維激光切割——無可替代的方法
切邊是對高強度鋼的另一項挑戰。三維激光器切割適用于成型鈑金件的切邊，特別是對于強度高達1500 MPa的鋼板，因為沒有其他的加工方法可以替代。在這種情況下，用戶就沒有必要對昂貴的沖壓設備和剪裁設備進行投資。因為在加工這些高硬度的材料時，傳統設備的沖?；蛘叩毒叩氖褂脡勖鼤蟠罂s短，而激光切割就不必考慮這些問題，還具有安裝時間短、可靈活更換產品或樣品生產等優點。
通快的三維激光產品TruLaserCell已應用于大眾帕薩特B側圍的切割，當然包括切邊。B側圍由高強度鋼熱成型而成，其硬度很高而且要承受很大的應力。高強度鋼所制的B側圍增加了耐沖撞力，提高了汽車的安全性。這也是盡管高強度鋼的成本較高，可是汽車制造商還是愿意使用的原因。
激光焊接——效率、柔性、經濟
激光既可進行高強度鋼的切割，也可用于焊接。激光焊接效率更高，更加經濟，而且焊接質量得到很大提升。但激光焊接對精度要求更高，而且激光器的投資成本相對而言也比較高。
同激光切割相似，激光焊接的優勢之一就是熱輸入量很小。因為對于高強度鋼來說，在熱輸入量過大的情況下，其中某些合金就會喪失高強度的特性。激光焊接同樣也是高質量的加工過程，只有很小的熱變形，幾乎不會使材料產生翹曲，其精度也無與倫比。除此以外，激光還可以用來焊接某些不可想象的部件，如轎車后擋板和頂蓬連接處。而且，激光焊接與傳統點焊相比，需要的凸緣更小，這同樣降低了車身重量和燃油消耗。要實現這些優越性，連續焊縫是必要的。
掃描焊接(Scanner Welding)則提供了更高的焊接效率、更大的柔性以及更好經濟性，特別是對于某些部件需要很多短的搭接焊縫時更是如此。掃描焊接也被稱之為遠距離焊接(Remote Welding)，這是一種使用掃描鏡組的動態焊接工藝。通常的工件移動或者是焊接鏡組移動時間減少了。一個或兩個振鏡在掃描鏡頭內將激光光束快速在焊縫之間切換，所需時間幾乎為零。焊縫之間的距離越大，工件上的焊縫數量越多，這種技術的優勢越明顯?？梢圆捎酶鞣N形狀的焊縫而不要增加焊接時間，這使得熱變形進一步降低。采用這種技術，焊接時間可以降低60%。因此，一個掃描鏡組工作站可以替代幾個傳統的焊接工作站。
在使用這種掃描焊接技術后，汽車車身的結構件可以變得更加靈活。焊縫形狀可以根據焊點的強度要求采用不同的形式。這樣，焊接凸邊的尺寸相對電阻點焊可以進一步減小。汽車制造業因此得益于重量更輕、更加經濟的高強度零部件。而且，激光掃描焊接僅需要從工件一側進行焊接，這可以使得接頭尺寸減小，降低車身重量但保證了車身強度。
例如，掃描焊接工作站可以采用通快TLF激光的TrumaScanL4000或者是PFO配合工業機器人來實現。這種工作站也可以對整個車身進行三維加工。通快公司的高光束質量的TruDisk固體激光器用來配合機器人系統進行掃描焊接。
對未來車身結構的研究表明，掃描焊接系統相對于電阻點焊來說，可以降低30%的投資成本，減少50%的加工區域，縮短60%的加工時間。
結論
激光技術為加工處理高強度鋼開啟了一條新渠道，提高了經濟效益。預計未來激光技術還將對汽車設計產生巨大的影響。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
