激光加工已經滲透進諸多高端行業,汽車行業就是其中的代表。根據中國汽車市場數據,2021年我國生產2608.2萬輛,同比增長3.4%。銷售2627.5萬輛,同比增長3.8%,我國汽車產銷總量已經連續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7年位居全球第一。2022年我國汽車總銷量預計達到2750萬輛,同比增長5%左右。新能源汽車將達到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過程中的一個重要環節,白車身的焊接質量直接關系到整車的質量和使用壽命。當前,歐美發達國家已有50%-70%的汽車零部件制造工序用激光加工來完成,國內市場還遠未達到這個水平。大范圍應用主要是因為激光具有能量密度高、變形小、熱影響區窄、焊接速度高、易實現自動控制、無后續加工的優點,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。

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

激光在汽車白車身的應用

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

一、鋁合金頂蓋激光填絲焊應用案例

應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,激光直接作用在工件表面上進行焊接,主要應用在汽車側圍側轉、車門、底板等結構;另一種為填充焊,即通常所說的釬焊,主要應用在頂蓋,尾蓋,流水槽等結構。那么填充焊接可以采用哪種光源產品呢?當前,銳科激光帶光閘高功率光纖激光器已經被多家汽車廠商運用于以上汽車部位的相關焊接。銳科激光自主研發的分時光閘具有更強可靠性、耦合效率高達96%以上等技術優勢,可插拔設計可使故障快速修復,同時可使一臺激光器兼具切割、焊接、鉆孔和熔覆的功能,實現一機多用,可顯著降低用戶對設備的投入成本,提升加工效率。

帶光閘高功率光纖激光器RFL-C6000H

產品應用:汽車制造車身焊接

光閘技術優勢:

單路耦合器,2、4路分時光閘

耦合效率≥96%

切換時間短,<45ms

快速光纖熔斷保護

具備安全的機械、電氣、控制監控系統

光束切換裝置可靠,可實現數十萬次連續切換

二、汽車拼焊板應用案例

激光拼焊板技術是先將不同或相同厚度、強度、材質的冷軋鋼板,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。它具有減少工件數量、減少加工環節、降低生產成本、提高工件質量、降低工件重量,從而降低整車重量等優點,現在幾乎所有的著名汽車制造商都已在汽車生產中大量使用激光拼焊板,并且已經出現了為汽車制造商提供激光拼焊板的供應商。銳科激光研發的C4000XZ/C6000XZ/C6000H可較好地適用于汽車拼焊板的應用。

三、汽車熱成型板激光切割應用案例

汽車車身的強度很大程度地取決于車身的設計與鋼板強度,因此車身重要防護部位的鋼板強度就顯得尤為重要。而熱成型鋼板技術是指將鋼板經過近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%,使汽車的剛強度達到全新水準,汽車的安全性也得以提高。而在汽車生產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光纖激光器C4000S。它具有無接觸加工、切割質量精度高、效率好、柔性好及無需二次加工等特點。

單模組連續光纖激光器RFL-C4000

產品應用:汽車熱成型板激光切割

產品特點:

電光轉換效率高

抗高反能力

薄板切割高效

輸出光纖長度可定制

風冷或水冷可選

免維護運行

四、鋁合金側圍激光清洗應用案例

一般在對汽車鋁合金薄板進行激光焊接前,需對其進行預清洗處理。采用銳科500W自動化激光清洗系統,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,提升了焊接質量。目前該清洗解決方案已使用于某國外知名汽車生產線。

高功率脈沖光纖激光器RFL-P500H

產品應用:汽車頂蓋清洗/鋁合金側圍清洗

產品特點:

通用控制接口

兼容性強

工作頻率可調

高單脈沖能量

光束勻化度高

五、車架VIN激光打碼應用案例

采用傳統機械劃刻的方式進行汽車車架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、降低生產成本、較強的穩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到0.3mm,20s內即可完成。

　　準連續光纖激光器QCW300/3000

產品應用:座椅橫梁VIN打碼/發動機缸蓋打碼

產品特點:

具有連續和脈沖兩種模式

峰值功率高達3000W

極其穩定的輸出性能

優異的光束質量

QBH輸出頭,輸出長度可選

風冷/水冷散熱產

激光在汽車智能制造領域的應用十分廣泛,除以上車身應用之外,還涉及汽車燈塑料、安全氣囊點火器、觸發器、噴油嘴、汽車空調、點煙器、轉向器、傳感器等零部件的應用。

未來,隨著激光在各行業的應用工藝持續發展成熟,汽車及零部件相關應用領域也在逐步開拓。銳科激光將秉承技術創新之路,發揮行業帶頭作用,持續為汽車行業提供更加優異可靠的產品。