通過技術(shù)革新，TWB公司推出了一種突破性的帶卷拼焊技術(shù)，可以實現(xiàn)拼焊產(chǎn)品的成卷供貨。隨著公司平均燃料經(jīng)濟性標(biāo)準(zhǔn)(CAFE)的提高以及消費者對燃油效率更高的汽車愈加偏愛，汽車行業(yè)不得不加緊探索新的技術(shù)和創(chuàng)新的方法，來系統(tǒng)地減輕汽車的重量和降低成本。對于汽車工程師來說，在保證汽車安全性的前提下提高燃油效率和減輕二氧化碳排放帶來的負面影響，是一項艱巨的任務(wù)，也是汽車行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)及機會。例如，減少100公斤汽車總重量可以使平均燃油經(jīng)濟性提高8%。
TWB的帶卷拼焊生產(chǎn)線可以將不同厚度、不同鋼種和不同涂鍍層的帶鋼直接用激光焊機對焊起來，這些連在一起的激光拼焊板可以直接沖壓成成品部件，而這些部件在不同的部位使用了不同的材料。該技術(shù)可以帶來很多好處，例如通過設(shè)計整合來提高部件的強度，減輕重量，增強功能。此外，還能減少沖壓和裝配的次數(shù)，從而進一步降低復(fù)雜性和部件的總體尺寸公差。因此，通過這種簡化并提高效率的措施可以帶來可觀的成本節(jié)約。過去20年中，汽車生產(chǎn)商在北美市場一直在使用拼焊板技術(shù)，他們認為這是一種非常關(guān)鍵的提高成本效益的減重技術(shù)。
隨著不斷有新的更先進的高強度和超高強度等級的鋼材開發(fā)出來，我們可以有選擇性地在不同部位使用最適合的材料。這種定制方法使得我們可以通過靈活的部件設(shè)計來最大限度地優(yōu)化單次沖壓成型的部件的性能。同時，對鋼種組合的優(yōu)化將改進相關(guān)部件的抗沖擊性能和抗碰撞吸收能，以獲得令人垂涎的五星安全測試評級。
追本溯源
激光拼焊板最早于20世紀(jì)80年代中期由德國的蒂森克虜伯鋼鐵（ThyssenKrupp Steel）公司生產(chǎn)，以滿足汽車工業(yè)不斷擴大的技術(shù)要求。拼焊板最初主要用來生產(chǎn)比當(dāng)時的熱浸鍍鋅線更寬的部件。蒂森克虜伯的解決方案是將兩張同樣的鋼板用激光焊接在一起，然后再進行沖壓成形，以滿足客戶的需求。結(jié)果很令人滿意，所以蒂森克虜伯鋼鐵公司1985年決定在其德國杜伊斯堡的工廠內(nèi)大規(guī)模地生產(chǎn)激光拼焊板。自此以后，拼焊板技術(shù)不斷發(fā)展，使得不同厚度、鍍層和材料等級的各種鋼板組合成為可能，包括不銹鋼和碳素鋼。
TWB公司于1992年在密歇根州的門羅成立，是沃辛頓工業(yè)公司（Worthington Industries）和蒂森克虜伯鋼鐵公司的合資企業(yè)。該合資企業(yè)已經(jīng)成為北美市場拼焊技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。TWB的國際化網(wǎng)絡(luò)還包括蒂森克虜伯拼焊板公司（TKTB）和一個設(shè)計拼焊產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的公司，他們的拼焊板和帶卷拼焊產(chǎn)品已經(jīng)在歐洲和亞洲得到全面應(yīng)用。
拼焊板在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)超過18種，應(yīng)用較多的包括車門內(nèi)板、汽車側(cè)圍、立柱、縱梁和梁等。部件的整合和優(yōu)化以及提高材料利用率，為汽車車身面板節(jié)約了裝配成本、工裝投資以及減輕了重量。隨著OEM生產(chǎn)商繼續(xù)設(shè)計和生產(chǎn)更多的全球整車平臺，他們將更需要那些可以在全球范圍內(nèi)給予業(yè)務(wù)支持的供應(yīng)商，例如像TWB和TKTB這樣的公司。
TWB利用專利的流動式連續(xù)激光焊接技術(shù)，通過一個壓輥傳動系統(tǒng)來使鋼板通過激光束，從而確保這種鋼板焊接技術(shù)的高工藝可靠性和高效率。公司在其所有的拼焊板和帶卷拼焊生產(chǎn)線中采用二氧化碳或光纖激光器作為激光源。
所有的焊縫都使用專利的漏磁檢測系統(tǒng)來進行監(jiān)測，以保證質(zhì)量和可靠性，它可以測量到內(nèi)部焊縫中小至0.3毫米的不連續(xù)段。將其進一步與實時監(jiān)測系統(tǒng)整合在一起可以檢測精度高至0.03毫米的焊縫幾何尺寸。
帶卷拼焊技術(shù)的發(fā)展
TWB公司在其連續(xù)激光焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步擴展，將成卷帶鋼用激光拼焊在一起，然后再成卷用于加工中，例如下料、級進模沖壓、多工位壓力機沖壓、滾軋成形。這一飛躍性的技術(shù)使得我們有可能運用不同種類、厚度、鍍層的組合來拼焊成新的零部件。帶卷拼焊技術(shù)提供了一種成本效率很高的解決方案，來幫助解決傳統(tǒng)的拼焊板無法解決的問題。這一技術(shù)吸引了汽車生產(chǎn)商和工程師們的注意，對于那些主要使用帶卷加工的非汽車工業(yè)也極具吸引力。
除了前面所述的益處，帶卷拼焊還可以擴展許多種類的鋼卷的寬度。大部分高強度鋼、先進高強度鋼、超高強度鋼的鋼卷寬度有一定的限制，以保證產(chǎn)品性能的統(tǒng)一性。TWB現(xiàn)在擴展了這些高強度鋼材的寬度，從而賦予工程師們更大的靈活性，他們在設(shè)計零部件的時候可以考慮單次沖壓成形的復(fù)合部件，而不是將多個部件生產(chǎn)出來以后再隨后在下游生產(chǎn)工序中裝配起來。帶卷拼焊可以使寬度達到2.5米，這可以適用于世界上最大的帶卷喂料機。
級進模沖壓和滾軋成形是兩種最有效率的成形工序，當(dāng)它們與帶卷拼焊技術(shù)結(jié)合起來以后，可以大幅降低沖壓成本和部件重量。這一技術(shù)也會提高串聯(lián)式拉延的效率（用單個的板料進行喂料時的效率一般較低）。帶卷拼焊技術(shù)已經(jīng)在超過45種汽車車身部件的生產(chǎn)中得到應(yīng)用，例如車頂彎梁、頂蓋橫梁、立柱加強板、橫梁、前圍、座椅板以及排氣系統(tǒng)的部件，如果這45種都應(yīng)用的話可以減少35公斤的重量。
TWB帶卷拼焊加工線所適用的帶鋼寬度一般在75毫米至1500毫米之間，厚度在0.6毫米至3.0毫米之間。它們同時被送入位置固定的6千瓦光纖傳輸激光焊接機，在這里被焊接好以后再按照客戶的需求尺寸重新被復(fù)卷，以備客戶進行下一步的加工成形。
如果用3 個/ 以上的獨立帶卷來拼焊，那么前述帶卷將被再次送入焊接機，最后出來的帶卷有多個焊縫。大部分帶卷通常是由3個帶卷拼焊在一起的，因而擁有兩個不同的焊縫。
這一系列的開卷、焊接、監(jiān)測和復(fù)卷的加工過程采用了相同的連續(xù)喂料焊接單元、質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)以及專門針對拼焊板產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。拼焊帶卷上的任何焊接缺陷都會被標(biāo)記出來，而任何一個孔洞都能在沖壓或成形過程中被自動檢測出來。每一米拼焊帶卷上也將噴墨打印上它們的長度和序列號。#p#分頁標(biāo)題#e#
帶卷的長度均等問題已經(jīng)被成功解決。因為帶卷的厚度不同，所以往往在長度方面會有差異，幸好TWB找到了一種高效且成本效益高的方法來使長度均等。帶卷焊接線可以在線加入較短的鋼條卷，此時在鋼條的頭部和尾部之間會留下一個狹小的縫隙。這個小縫隙在帶卷上會作為缺陷被檢測并標(biāo)記出來，不過這仍然不失為一種使材料利用率最大化的方式，不僅有效而且花費不高。
小結(jié)
拼焊板技術(shù)業(yè)已發(fā)展成熟，而帶卷拼焊技術(shù)使行業(yè)內(nèi)那些效率最高的成形工序可以有效利用到拼焊板的優(yōu)點，例如級進模沖壓和滾軋成形。這讓汽車工程師們獲得了另一個有用的幫手，讓產(chǎn)品既能達到強制性的CAFé標(biāo)準(zhǔn)，又能滿足消費者需求。通過優(yōu)化現(xiàn)有的材料供應(yīng)和沖壓設(shè)備，他們可以獲得顯著的減重。
借助帶卷拼焊技術(shù)，TWB公司擴展了其焊接技術(shù)在汽車以及其它行業(yè)的應(yīng)用范圍。
作者：Mark Eisenmenger，Daniel Szymanski
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