在汽車制造工藝里,激光焊接是汽車裝配流水線上一道不可缺少的工序。隨著激光焊接應用的領域越來越廣泛,大眾車系、神龍車系及其他汽車制造商都紛紛采用了激光焊接這種先進的制造工藝。
為了能了解機器人激光焊接技術的的應用,了解未來激光焊接技術在汽車制造業(yè)的發(fā)展方向,筆者探訪了神龍汽車二廠、三廠激光焊接設備使用實績。目前神龍汽車公司有多套激光焊接設備,焊接的產品主要是汽車頂蓋及行李箱蓋填絲焊、車門激光熔接,所采用的都是IPG3KW的激光器。
神龍二廠總占地28.8萬平方米,擁有焊裝、油漆、總裝三大車間。該工廠最大產能可超過20萬輛。該工廠在國內首次應用國際領先的ALW航空激光焊接技術,使焊接強度提高30%,耗能降低25%,同時,以歐洲最苛刻的檢測標準,對所有在線車輛逐臺檢查、全線跟蹤。
早在2010年,由華工科技法利萊公司承接的神龍公司W23頂蓋激光焊接項目全線貫通,實現了全自動化生產。這也意味著國內激光焊接設備廠家打破國外技術壟斷,成功進入國內汽車白車身激光焊接工裝設備領域。
汽車白車身激光焊接相較于傳統(tǒng)的電阻點焊、弧焊工藝,加工精度高、質量穩(wěn)定,可顯著提高汽車焊接的速度和焊縫質量,使車身焊接生產線實現自動化和智能化。其中,汽車頂蓋焊接難度最大、工藝要求最高。由于技術難度大,此前的汽車頂蓋焊接項目一直被擁有成熟技術工藝的國外企業(yè)所承接。2009年2月,法利萊公司憑借自身技術實力一舉擊敗科馬、CFER、ABB等國際知名企業(yè),獲得神龍汽車公司激光白車身頂蓋焊接工程,正式進軍汽車焊接領域。經過一年多的項目攻堅,法利萊通過不斷摸索與調試,使激光設備工藝完全滿足神龍公司各項技術指標,具備了生產條件,實現了小批量生產。
2013年01月09日剛上市的標致3008,其車門內板就是用激光熔接的,已量產的雪鐵龍C5的行李箱及標致508的頂蓋都是用激光填絲焊接,采用的是兩臺安川ES165RN機器人(一套取放、一套焊接),所采用的激光器是IPG/3KW的。
走進焊裝車間,首先要戴上眼鏡防護罩,第一眼看到的就是508的“鋼鐵車架”。據工程師介紹,508的高強度鋼板,即便是用鋸條都無法將其鋸斷,從而為508的安全性增添了保證,而且國產508的激光焊接長度達到4米長。
當然,不僅在車表面會應用到激光焊接,508車架內部也采用了該技術,但由于激光焊接對人眼有害,因此,這道工序僅能在一個封閉的室內,由64個機器人來完成。技術工人通過外面的顯示屏監(jiān)測里面的情況。
通過以上初步的探訪了解到,在汽車制造工業(yè)中,激光技術主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。其中激光拼焊是在車身設計制造中,根據車身不同的設計和性能要求,選擇不同規(guī)格的鋼板,通過激光切割和焊接技術完成車身某一部位的制造,例如前檔風玻璃框架、車門內板、車身底板、中立柱、行李箱、天窗底蓋等。而目前國內激光企業(yè)普遍借助美國IPG光纖激光器在激光市場的主導性和影響力,大力開發(fā)激光焊接在汽車座椅、汽車車門內板、行李箱及天窗底蓋的應用;
國內汽車市場繼續(xù)膨脹到今天,降低成本與增強產品的品質與市場競爭力是各大主機廠家耐以生存與發(fā)展的基礎。而在人工成本及物價不斷上漲的今天,汽車產品的價格卻是在不斷的下降的,那企業(yè)所倡導的降低產品的生產成品,提高產品的品質與市場競爭力如何實現,那就是靠企業(yè)導入新的制造技術與生產工藝,而現階段激光焊接技術就能幫企業(yè)做到這一點。
例如激光拼焊具有減少零件和模具數量、減少點焊數目、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好處。而激光主要用于車身框架結構的焊接,例如頂蓋與側面車身的焊接,傳統(tǒng)焊接方法的電阻點焊已經逐漸被激光焊接所代替,與傳統(tǒng)的點焊工藝不同,激光焊接可以達到兩塊鋼板之間的分子結合,通俗而言就是焊接后鋼板的強度相當于一塊整的鋼板,從而將車身強度提升30%,車身的結合精度同樣大大提升。用激光焊接技術,工件連接之間的接合面寬度可以減少,既降低了板材使用量也提高了車體的剛度,目前已廣泛的被汽車制造商和領先的配件供應商所采用。