激光焊接技術(shù)在汽車高強鋼輥壓成形工藝部件上的應(yīng)用

目前，輕量化是汽車領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢，整車廠需要高科技、高性價比的解決方案以滿足兼具輕量化和安全性的市場需求。輥壓成形工藝與傳統(tǒng)沖壓相比，具有高效、節(jié)材、環(huán)保、成本低等突出優(yōu)點，是汽車部件制造工藝方法之一。

白車身作為汽車的重要部件，占到總車重量的40%左右，因此白車身的減重優(yōu)化成為輕量化設(shè)計的重要內(nèi)容。目前國際上新車型白車身開發(fā)設(shè)計，廣泛采用先進高強度鋼板，其中有相當(dāng)部分的構(gòu)件，諸如前后保險杠、門梁、框軌、車頂弓型架、車身的B柱及底盤等構(gòu)件，都是由輥壓成形制造方式完成的（圖1）。據(jù)統(tǒng)計采用輥壓工藝制造的汽車部件，大約為車重的10%左右。

圖1：白車身輥壓部件

如圖2防撞板是為實現(xiàn)汽車在受到側(cè)向撞擊后能維持駕駛室內(nèi)部空間，減少變形的零件。該零件是由雙相高強度熱鍍鋅鋼板經(jīng)輥壓成形后激光焊接而成，裝置在左右前車門。防撞板產(chǎn)品要求材料經(jīng)輥壓成形后進行激光焊接，截面公差為±0.1mm，接縫要求緊貼，接縫點直線度≤0.2mm。

圖2：車門防撞板

在線激光焊接在新能源高強鋼電池托盤上也有廣泛的應(yīng)用。在新能源車上，動力電池系統(tǒng)重量占整車18%-30%，而箱體質(zhì)量約占電池包總質(zhì)量的10%～20%。由于電池本身目前的技術(shù)限制，作為動力系統(tǒng)最大的結(jié)構(gòu)件電池包托盤是工程師研究輕量化首當(dāng)其沖的目標(biāo)。電池托盤材料主要是高強鋼或鋁合金，但鋁合金托盤成本是鋼制托盤的2-3倍，從材料到成品的碳排量是鋼制托盤的5倍，因此越來越多的廠家開發(fā)先進輕量化的高強鋼和熱成形鋼電池托盤代替鋁合金托盤，并采用輥壓成型、熱成形、激光焊接等先進技術(shù)，在提高電池包及車身結(jié)構(gòu)安全性的前提下盡可能降低結(jié)構(gòu)的高度、節(jié)省空間，降低電池包自身重量。

如圖3是某品牌電池托盤下箱體，采用1500Mpa及以上超高強鋼的復(fù)雜閉口截形。其擁有多種超高強鋼輥軋電池包技術(shù)解決方案，包括輥壓、在線激光焊接的集成解決方案。方案中將創(chuàng)新的日字型截形，目字型截形和復(fù)雜的變形輥軋截形用于電池殼體。

圖3：電池托盤下箱體

汽車高強鋼部件輥壓生產(chǎn)線需要多種裝備工藝配合，其中在線激光焊接設(shè)備是閉口輥壓型鋼生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備工藝。深圳科瑞特自動化技術(shù)主要研發(fā)生產(chǎn)激光焊接示教系統(tǒng)，主要以4軸和6軸為主。實現(xiàn)多軸聯(lián)動，多種插補（直線、圓弧、拋物線、螺旋線等），運動軌跡工藝編輯簡單，便于工人操作。