汽車制造商越來(lái)越依賴于激光技術(shù)來(lái)進(jìn)行高強(qiáng)度鋼的加工處理。無(wú)論是用于焊接、切割或是表面處理，激光加工的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)均得到進(jìn)一步體現(xiàn)。
_( _a*ml bZnuNYty75 高強(qiáng)度鋼在汽車工業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，這使得汽車的制造成本進(jìn)一步降低。其原因在于，高強(qiáng)度鋼的使用降低了汽車裝配環(huán)節(jié)中的零部件的數(shù)量，因此降低了生產(chǎn)成本，減輕了整車重量，最終使得汽車的燃油消耗得以降低。
(|[2J3ZET 9v;Vv0k_ 激光堆焊應(yīng)用——表面耐磨處理
Hbj,[$Jb -E^vLB )O 新型鋼材的使用并非一帆風(fēng)順，沒(méi)有任何障礙。為了獲得高強(qiáng)度或超高強(qiáng)度性能，通常在成型期間對(duì)汽車零部件進(jìn)行壓力硬化處理。奧地利格拉茨理工大學(xué)的模具與成型研究所進(jìn)行的“Cool Tool”項(xiàng)目正是進(jìn)行了這方面的研究。這套方案包含了一套對(duì)壓力硬化過(guò)程進(jìn)行低溫回火的模具加工系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)利用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的技術(shù)，可以更加經(jīng)濟(jì)地對(duì)硼化合金鋼進(jìn)行壓力硬化處理。冷卻通道的幾何形狀就像網(wǎng)絡(luò)一樣布滿于模具內(nèi)部，從而優(yōu)化了冷卻與加熱能力，縮短了加工周期。
b(*!$ EB \l'm[jy> 模具通常采用球墨鑄鐵材料制成，其成本很低，而且便于進(jìn)行二次加工，但是存在表面強(qiáng)度低、耐磨性差等問(wèn)題，所以有必要在承受高載荷區(qū)域覆上一層高硬度材料，激光粉末堆焊就可完成這個(gè)操作。事實(shí)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(tǒng)公司也進(jìn)行了此種工藝的研究，并且開(kāi)發(fā)出了金屬粉末直接沉積設(shè)備(Direct Metal Deposition，DMD)。
3B1X Zm *"+=K,#D 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(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱。金屬粉末與基體材料一起形成了高強(qiáng)度的耐磨冶金混合物。與傳統(tǒng)的燒結(jié)方法相比，激光粉末沉積有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：熱輸入量小，硬度增加而且表面裂紋減少；涂層內(nèi)部硬度有限分布，摩擦系數(shù)好；基體材料變形微乎其微，殘余應(yīng)力在成型中不會(huì)導(dǎo)致裂紋。而且激光粉末沉積完全可以用于自動(dòng)化生產(chǎn)。
0Z T5bg_M G! ]k#.^A, 三維激光切割——無(wú)可替代的方法
Nh8Q b/:: c&r70L, 切邊是對(duì)高強(qiáng)度鋼的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。三維激光器切割適用于成型鈑金件的切邊，特別是對(duì)于強(qiáng)度高達(dá)1500 MPa的鋼板，因?yàn)闆](méi)有其他的加工方法可以替代。在這種情況下，用戶就沒(méi)有必要對(duì)昂貴的沖壓設(shè)備和剪裁設(shè)備進(jìn)行投資。因?yàn)樵诩庸み@些高硬度的材料時(shí)，傳統(tǒng)設(shè)備的沖�；蛘叩毒叩氖褂脡勖鼤�(huì)大大縮短，而激光切割就不必考慮這些問(wèn)題，還具有安裝時(shí)間短、可靈活更換產(chǎn)品或樣品生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
`>g d&u Fz3fwLawI TruLaser Cell 7000
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IegC( 通快的三維激光產(chǎn)品TruLaserCell已應(yīng)用于大眾帕薩特B側(cè)圍的切割，當(dāng)然包括切邊。B側(cè)圍由高強(qiáng)度鋼熱成型而成，其硬度很高而且要承受很大的應(yīng)力。高強(qiáng)度鋼所制的B側(cè)圍增加了耐沖撞力，提高了汽車的安全性。這也是盡管高強(qiáng)度鋼的成本較高，可是汽車制造商還是愿意使用的原因。
-|J"s$yO4 D8inB+ /- 激光焊接——效率、柔性、經(jīng)濟(jì)
ujDd1Bxf? 9i'jj N 激光既可進(jìn)行高強(qiáng)度鋼的切割，也可用于焊接。激光焊接效率更高，更加經(jīng)濟(jì)，而且焊接質(zhì)量得到很大提升。但激光焊接對(duì)精度要求更高，而且激光器的投資成本相對(duì)而言也比較高。
T_s _p AJf4_+He 同激光切割相似，激光焊接的優(yōu)勢(shì)之一就是熱輸入量很小。因?yàn)閷?duì)于高強(qiáng)度鋼來(lái)說(shuō)，在熱輸入量過(guò)大的情況下，其中某些合金就會(huì)喪失高強(qiáng)度的特性。激光焊接同樣也是高質(zhì)量的加工過(guò)程，只有很小的熱變形，幾乎不會(huì)使材料產(chǎn)生翹曲，其精度也無(wú)與倫比。除此以外，激光還可以用來(lái)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(tǒng)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)這些優(yōu)越性，連續(xù)焊縫是必要的。
&R[ M c-2 h hG4- HD 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(jīng)濟(jì)性，特別是對(duì)于某些部件需要很多短的搭接焊縫時(shí)更是如此。掃描焊接也被稱之為遠(yuǎn)距離焊接(Remote Welding)，這是一種使用掃描鏡組的動(dòng)態(tài)焊接工藝。通常的工件移動(dòng)或者是焊接鏡組移動(dòng)時(shí)間減少了。一個(gè)或兩個(gè)振鏡在掃描鏡頭內(nèi)將激光光束快速在焊縫之間切換，所需時(shí)間幾乎為零。焊縫之間的距離越大，工件上的焊縫數(shù)量越多，這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)越明顯。可以采用各種形狀的焊縫而不要增加焊接時(shí)間，這使得熱變形進(jìn)一步降低。采用這種技術(shù)，焊接時(shí)間可以降低60%。因此，一個(gè)掃描鏡組工作站可以替代幾個(gè)傳統(tǒng)的焊接工作站。
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