激光技術(shù)在汽車工業(yè)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)講解

1、激光技術(shù)在汽車工業(yè)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)摘要:本文闡述了三種汽車工業(yè)中常用技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)， 說明了激光技術(shù)在汽車工業(yè)中廣闊的應(yīng)用前景關(guān)鍵詞:激光汽車加工Abstract: In this paper，Three kinds of applicati ons of laser tech no logy in automobile in dustry are in troduced. And describle the applicati on prospect of laser tech no logy in automobile in dustry, comb ine with th

2、e trend of automobile in dustry.Keyword: laser automobile process ing每天，全球頂尖的汽車工程專家們都在思考著這樣的問題：如何讓汽車更安 全？如何讓汽車的制造更簡單？如何讓汽車整體甚至每個(gè)零部件更美觀更精細(xì)？如 何減少汽車制造中的能耗和成本？隨著科技的不斷進(jìn)步，新的加工技術(shù)和加工手段為解決上述問題提供了新的解 決途徑一一激光技術(shù)，作為本世紀(jì)最重大的發(fā)明之一，激光在剛剛誕生不久就被人 稱為解決問題的工具”激光技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域具備巨大的市場(chǎng)潛力。尤其在柔性制造”方式被大力推廣的今天，汽車工業(yè)領(lǐng)域面臨著一次變革，汽 車零部件產(chǎn)業(yè)正

3、由大批量生產(chǎn)到小批量、多樣化的生產(chǎn)方式過度，以市場(chǎng)為導(dǎo)向的 制造方式將逐步普及，“Production Line正被“Production Station所取代，激光的空 間控制性和時(shí)間控制性很好，能夠迅速適應(yīng)多種材料、多種形狀和尺寸，特別適用 于柔性加工，將在這一變革中發(fā)揮重大作用。如今，激光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 打標(biāo)、切割、打孔、熱處理、精密調(diào)阻、 精密配重”等領(lǐng)域，本文將主要介紹汽車工業(yè)比較常用的激光打標(biāo)技術(shù)、技術(shù)、技 術(shù)。、汽車工業(yè)中的激光打標(biāo)技術(shù)激光打標(biāo)技術(shù)作為激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域，以其無可替代的優(yōu)勢(shì)迅速取代了 傳統(tǒng)的氣動(dòng)打標(biāo)、化學(xué)腐蝕標(biāo)記、絲網(wǎng)印刷標(biāo)記、標(biāo)記 ”等方式，成為工業(yè)制造

4、領(lǐng) 域主流的標(biāo)記方式。激光打標(biāo)技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：（1）永久性：標(biāo)記不會(huì)因時(shí)間、環(huán)境等元素的改變而消退，且標(biāo)記效果難以 模仿和更改，具備比較強(qiáng)的防偽功能，因此，在可追溯性要求十分嚴(yán)格的汽車工業(yè) 領(lǐng)域，激光標(biāo)記方式具有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢(shì)。（2）非接觸式加工：激光標(biāo)記的能量載體是波長高度一致的光束，光束照射 在被加工物體表面時(shí)是不產(chǎn)生任何機(jī)械的應(yīng)力的，對(duì)于材料本身的機(jī)械特性是沒有任何影響的，而且消除了化學(xué)污染和噪聲污染。（3）適應(yīng)性強(qiáng)：能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)金屬或非金屬材料進(jìn)行標(biāo)記，因?yàn)椴捎糜?jì)算機(jī) 智能控制，激光標(biāo)記設(shè)備可以通過軟件迅速調(diào)節(jié)標(biāo)記內(nèi)容，包括條形碼、二維碼 等，以武漢華工激光公司自主開發(fā)的激光標(biāo)記軟件

5、為例，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)跳號(hào)（包括有規(guī)則的和無規(guī)則的），還能夠自動(dòng)生成條形碼，此外，還支持DataMatrix、PDF417、QR Code等二維碼技術(shù)，而且兼容多種圖形軟件生成的文 件格式，為實(shí)現(xiàn)柔性加工提供了極大的方便，即使產(chǎn)品更新?lián)Q代，激光設(shè)備一樣可 以繼續(xù)使用，無須再次投入。（4） 標(biāo)記效果極其精細(xì)：聚焦后的光斑直徑最小能達(dá)到0.01 mm甚至更小， 因此標(biāo)記效果十分精細(xì)；（5）運(yùn)行成本低：雖然激光設(shè)備的購置投資比傳統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備投資大，但是 激光標(biāo)記速度快、能耗小、易于自動(dòng)化管理；不需要一般性耗材，只要激光器能正 常工作就能實(shí)現(xiàn)長時(shí)間連續(xù)加工，綜合算來，在使用成本和技術(shù)綜合效益方面，與

6、傳統(tǒng)標(biāo)記方式比較有很大優(yōu)勢(shì)；在汽車零部件制造領(lǐng)域，激光標(biāo)記技術(shù)已經(jīng)完全可以應(yīng)用到任何需要標(biāo)記的地 方，金屬零部件，非金屬零部件，甚至汽車玻璃、輪胎，都能夠?qū)崿F(xiàn)激光標(biāo)記（附 圖）。二、汽車工業(yè)中的激光焊接技術(shù)激光用于汽車零部件甚至汽車整車的焊接已經(jīng)有二十多年的歷史，在汽車工業(yè) 極為發(fā)達(dá)的歐美國家，激光焊接已經(jīng)成為最先進(jìn)的汽車制造工藝中一種標(biāo)準(zhǔn)工藝。廣泛應(yīng)用于：汽車（包括聯(lián)體齒輪）、汽車變速器、濾油器、汽車空調(diào)皮帶 輪、液壓挺桿、ABS電池閥、安全氣囊點(diǎn)火器、鋰電池、噴油嘴、車燈、傳感器 等零部件。車頂、車門、車尾箱、發(fā)動(dòng)機(jī)頂蓋等車體部位的激光焊接應(yīng)用也非常廣 泛。激光焊接的主要優(yōu)點(diǎn)有：1、易控制

7、且速度快；2、無須且可以得到高質(zhì)量高強(qiáng) 度的焊縫；3、焊縫深寬比大，光亮美觀；4、精度高，重復(fù)操作性強(qiáng)，成品率高；5、由于焊接速度快，熱傳導(dǎo)效應(yīng)小，熱形變極??；6、非接觸式加工，無機(jī)械應(yīng)力；7、無須耗材，使用成本低。采用激光焊接技術(shù)不僅可以極大地降低成本，還可以大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品 質(zhì)量。例如，激光焊接使得原本必須使用鑄造工藝的汽車零部件改為采用工藝變成 了現(xiàn)實(shí)，從而減輕了零部件的重量，節(jié)約了原料；汽車變速箱或傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪組， 以前是采用整塊材料經(jīng)多種機(jī)械加工方式多道工序才能完成，耗費(fèi)人力物力財(cái)力， 現(xiàn)在歐美等發(fā)達(dá)國家的零部件商將齒輪組分為多個(gè)小部分，分別生產(chǎn)加工，再使用 激光焊接，即能保證

8、強(qiáng)度，又加快了生產(chǎn)速度，簡化了工藝，且可以節(jié)省大量的鋼 材。實(shí)驗(yàn)表明，使用激光焊接的車身，強(qiáng)度可以提高 30%以上，使得汽車的安全 性能得到了大幅提高；使用激光焊接的汽車零部件，可以有效地減小部件體積，符 合零部件小型化的發(fā)展趨勢(shì)。目前，我國的汽車工業(yè)尚不發(fā)達(dá)，激光焊接技術(shù)還沒有得到廣泛應(yīng)用，這并不 代表著我國的激光焊接技術(shù)和歐美等發(fā)達(dá)國家差距很大，我國的汽車零部件的激光 焊接技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。三、汽車工業(yè)中的激光切割技術(shù)激光切割技術(shù)是利用高能量的激光束照射在工件表面，使被照射區(qū)域局部溶 化、汽化或相變，達(dá)到切割的目的。經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦以后的激光，焦點(diǎn)處能量密 度極高，因此可以切割一些硬度極高

9、的物質(zhì)，包括硬質(zhì)合金，甚至金剛石。削鐵如泥”不再是傳說中的故事，高科技讓它變成了現(xiàn)實(shí)。和打標(biāo)和焊接工藝一樣，激光切割也屬于非接觸式加工，對(duì)工件無須施加機(jī)械 力，工件不易變形，熱影響區(qū)小，切縫（它與被加工物體的材料、厚度、激光的 功率、切割速度、焦點(diǎn)的位置等元素有關(guān)）較窄，且切縫質(zhì)量比較好，無需再加 工。汽車車身材料使用了大量的高強(qiáng)度鋼材，如果使用機(jī)械切割，工具磨損極其嚴(yán) 重；如果使用沖壓切割，會(huì)磨損磨具，且隨著磨具的磨損而逐漸降低切割質(zhì)量；激 光切割很好的解決了這些問題，可以長時(shí)間的連續(xù)工作，而且大大減少了生產(chǎn)準(zhǔn)備 周期。激光切割技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，大大提高了設(shè)備的利用效率，只需要將要切 割的圖形導(dǎo)入數(shù)控系統(tǒng)，可以切割不同部位所需的鋼材，無需分別開模，為生產(chǎn)車 間的柔性化，提供了極大的便利。汽車配件切割：結(jié)束語本文所介紹的三種激光加工技術(shù)，貫穿于汽車制造的全過程，零部件廠商使用 多種激光加工工藝提高產(chǎn)品品質(zhì)，整車廠商對(duì)于激光技術(shù)的應(yīng)用也極為普遍，以整車制造的四大工藝環(huán)節(jié) 沖壓、焊裝、涂裝、總裝”為例，其中激光技術(shù)在 沖壓、 焊裝、總裝”環(huán)節(jié)發(fā)揮著巨大的作用，為整車廠商帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。汽車工業(yè)的發(fā)展極為迅速，新能源汽車的發(fā)展將極大地改變現(xiàn)有的汽車制造工 藝，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、供油系統(tǒng)、