在汽車制造工藝?yán)?,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(yīng)用的領(lǐng)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(jìn)的制造工藝。
為了能了解機(jī)器人激光焊接技術(shù)的的應(yīng)用,了解未來激光焊接技術(shù)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(shè)備使用實(shí)績。目前神龍汽車公司有多套激光焊接設(shè)備,焊接的產(chǎn)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(chǎn)能可超過20萬輛。該工廠在國內(nèi)首次應(yīng)用國際領(lǐng)先的ALW航空激光焊接技術(shù),使焊接強(qiáng)度提高30%,耗能降低25%,同時(shí),以歐洲最苛刻的檢測標(biāo)準(zhǔn),對所有在線車輛逐臺(tái)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W(wǎng)23頂蓋激光焊接項(xiàng)目全線貫通,實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)。這也意味著國內(nèi)激光焊接設(shè)備廠家打破國外技術(shù)壟斷,成功進(jìn)入國內(nèi)汽車白車身激光焊接工裝設(shè)備領(lǐng)域。
汽車白車身激光焊接相較于傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊、弧焊工藝,加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定,可顯著提高汽車焊接的速度和焊縫質(zhì)量,使車身焊接生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shù)難度大,此前的汽車頂蓋焊接項(xiàng)目一直被擁有成熟技術(shù)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(shù)實(shí)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(jìn)軍汽車焊接領(lǐng)域。經(jīng)過一年多的項(xiàng)目攻堅(jiān),法利萊通過不斷摸索與調(diào)試,使激光設(shè)備工藝完全滿足神龍公司各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),具備了生產(chǎn)條件,實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。
2013年01月09日剛上市的標(biāo)致3008,其車門內(nèi)板就是用激光熔接的,已量產(chǎn)的雪鐵龍C5的行李箱及標(biāo)致508的頂蓋都是用激光填絲焊接,采用的是兩臺(tái)安川ES165RN機(jī)器人(一套取放、一套焊接),所采用的激光器是IPG/3KW的。
走進(jìn)焊裝車間,首先要戴上眼鏡防護(hù)罩,第一眼看到的就是508的“鋼鐵車架”。據(jù)工程師介紹,508的高強(qiáng)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(chǎn)508的激光焊接長度達(dá)到4米長。
當(dāng)然,不僅在車表面會(huì)應(yīng)用到激光焊接,508車架內(nèi)部也采用了該技術(shù),但由于激光焊接對人眼有害,因此,這道工序僅能在一個(gè)封閉的室內(nèi),由64個(gè)機(jī)器人來完成。技術(shù)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(shù)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(shè)計(jì)制造中,根據(jù)車身不同的設(shè)計(jì)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(shù)完成車身某一部位的制造,例如前檔風(fēng)玻璃框架、車門內(nèi)板、車身底板、中立柱、行李箱、天窗底蓋等。而目前國內(nèi)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(dǎo)性和影響力,大力開發(fā)激光焊接在汽車座椅、汽車車門內(nèi)板、行李箱及天窗底蓋的應(yīng)用;
國內(nèi)汽車市場繼續(xù)膨脹到今天,降低成本與增強(qiáng)產(chǎn)品的品質(zhì)與市場競爭力是各大主機(jī)廠家耐以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。而在人工成本及物價(jià)不斷上漲的今天,汽車產(chǎn)品的價(jià)格卻是在不斷的下降的,那企業(yè)所倡導(dǎo)的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成品,提高產(chǎn)品的品質(zhì)與市場競爭力如何實(shí)現(xiàn),那就是靠企業(yè)導(dǎo)入新的制造技術(shù)與生產(chǎn)工藝,而現(xiàn)階段激光焊接技術(shù)就能幫企業(yè)做到這一點(diǎn)。
例如激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點(diǎn)焊數(shù)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(jié)構(gòu)的焊接,例如頂蓋與側(cè)面車身的焊接,傳統(tǒng)焊接方法的電阻點(diǎn)焊已經(jīng)逐漸被激光焊接所代替,與傳統(tǒng)的點(diǎn)焊工藝不同,激光焊接可以達(dá)到兩塊鋼板之間的分子結(jié)合,通俗而言就是焊接后鋼板的強(qiáng)度相當(dāng)于一塊整的鋼板,從而將車身強(qiáng)度提升30%,車身的結(jié)合精度同樣大大提升。用激光焊接技術(shù),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(lǐng)先的配件供應(yīng)商所采用。