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TruDisk碟片激光器:完美应对汽车轻量化的挑战-m88体育编辑:m88体育_明升体育 发布时间:2020-11-21  浏览次数:9688

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【明升体育官网】由于各地政府对汽车尾气二氧化碳废气的容许更加严苛,轻量化是目前汽车生产中最热门和最重要的话题之一。轻量化可以从结构设计、材料以及工艺三个方面来构建。而这三个方面都必须一种构建的工具:激光。  用于平均厚板是目前最成熟期最广泛应用的的优化车身结构设计方法,而平均厚板则是使用的激光拼成焊接构建的。

  轻量化的材料,目前最常用的有热成型和铝合金。热成型材料由于硬度太高,必须激光切孔和修边;铝合金焊的最佳方式也是激光。  而车身零部件之间的相连,使用激光焊也可以增大法兰宽度,减低重量。还包括汽车上其他各种部件,如汽车座椅的焊,也更加多的使用激光焊来构建轻量化。

  以上所有这些激光加工工艺,TruDisk碟片式激光器都可以极致胜任!  激光拼成焊及铝硅涂层剥除  激光拼成焊接是汽车车身零部件中较早于的激光应用于。其优点是可以将两种或者多种厚度的板材拼成焊接一起,在符合车身上各个部位的有所不同强度拒绝的同时,减低车身的重量。

由于激光拼成焊接具有历史悠久的历史,其用于的激光源也仍然在大大演变。从1980年代的二氧化碳激光器,到2000年后的灯管泵浦液体激光器,直到2006年后开始用于TruDisk激光器。  由于TruDisk碟片激光器切换效率高(30%),确保成本低(仅有水循环系统必须确保),较早于的激光拼成焊线上的二氧化碳激光器和灯管泵浦液体激光器也都早已替换为近期的TruDisk激光器。

根据宝钢的成本核算,替换新的激光器的成本,在3年内才可通过节省用于成本的方式交还投资。  激光拼成焊板与热成型材料都是汽车轻量化的最重要技术。两种技术的融合用于,将有所不同厚度的钢板拼成焊接之后再行展开热成型处置,需要更进一步优化车身的强度产于,从而减低重量。

    图1,不含铝硅元素的焊缝  为了防腐蚀,大多数的热成型材料都有铝硅涂层。而在激光焊过程中,铝硅涂层将在焊缝中构成FeAl合金金互为(如图1右图),从而造成激光焊缝无法通过抗拉强度测试。因而,在激光焊前必需除去铝硅涂层。  最少见的铝硅涂层厚度是20m(如图2右图)。

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而在涂层与母材中间,不会构成一层成分为FeAl3和Fe2Al5的合金层,其熔点低于铝硅涂层,超过1000~11明升体育官网00℃。因而在剥除涂层过程中,可以通过准确掌控激光工艺参数,保有熔点较高的合金层,以保有零件的防腐蚀新的能。    图2,铝硅涂层被剥除后的钢板边缘  这种剥除工业使用的是一种较短脉冲的激光器:TruMicro7060。其脉冲宽度为纳秒量级,仅次于脉冲能量约80mJ,平均功率为850W。

而这种TruMicro激光器也是在碟片激光器平台上研发而来的,即在碟片激光器谐振腔内部减少调Q电源来取得纳秒级较短脉冲(如图3右图)。    图3,TruMicro激光器谐振腔  TruMicro7060激光器可通过方形光纤和类似镜头,取得线型光斑,以在涂层剥除时超过更高的能量利用率。这样,涂层剥除速度平均5cm2/s。

也就是说,在剥除1mm的边缘宽度时,其线速度平均500mm/s,即30m/min。对于拼板焊接,两块板的两面都必须展开涂层剥除,这样,整个工序的剥除速度平均即7.5m/min。这一速度正好与少见的激光拼成焊接速度给定。所以这种剥除工艺可以被构建到激光拼成焊接生产线中,构建极致的在线生产。

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