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激光焊接助推汽车轻量化

时间:2022-8-2

1. 轻量化:绿色制造的必然

现阶段,汽车造成的能源消耗与污染物排放问题日益凸显,油耗、环保和安全一直是汽车工业发展面临的三大严峻问题。低排放、低油耗已成为节约型社会长期发展所不可或缺的需要。汽车轻量化则是实现这一目标的关键技术,中外车企也争相开发出了一系列轻量化新品。

根据相关数据统计所显示,影响汽车油耗的问题,主要取决于汽车车身的整体重量,通过降低车身整体重量可有效实现节能减排。汽车车身减轻 1kg 重量时,所节省的油耗可以使汽车在一升汽油内多行使 0.011km。若汽车行驶 1万 km 以上,则节省 0.7 升的汽油。通过节省油耗,减少尾气排放来降低二氧化碳的污染。车身重量减少到 50%左右,会减少二氧化碳排放量约 13%。通过减轻车身整体重量也可以有效地提高汽车的安全性能与驾驶性能。美国铝业协会所提出的数据结果表明,当车身重量减少 25%左右时,汽车加速到 96.56km/h 需要时间为 6s,对比原来时间缩短了 4s。同时,汽车重量的降低还可以减轻动力和动力传动系统的承载负荷,确保汽车在较低的牵引负荷状态中实现汽车更高性能,更高安全性。

可见,汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展十分重要。

激光焊接助推汽车轻量化

2. 轻量化,激光焊接技术能做些什么?

汽车轻量化并不是按照字面意思理解的“减轻汽车重量”,而是在保证汽车品质上,将更多的新材料运用于汽车功能件、结构件中,让汽车零部件的性能更加优异,同时重量更轻,保证汽车行驶过程中减少对能源的消耗,达到多重效果。

实现汽车轻量化的着力点主要集中于:结构化设计(如采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的)、轻量化材料应用(铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、塑料、粉末冶金、生态复合材料及陶瓷等的应用)和采用先进制造工艺。而激光焊接技术就是实现汽车轻量化的制造工艺解决方案。

激光焊接技术是于 20 世纪 60 年代发展起来的,这项技术主要依靠能量密度的激光为热源,完成精密的焊接工作。区别于传统焊接技术,激光焊接技术形成的焊缝较小,速度快,热应变小,这都是该项技术在汽车轻量化中被应用的原因。将激光焊接技术应用于汽车轻量化研发中,具有焊接成本低、接头质量高、使用范围广等特点。激光焊接技术可以无缝焊接不同强度和厚度的钢板,从而减轻车辆的重量。这项技术可以有效提高车辆本身的刚性,从而提高车辆的抗打击能力,为车辆的安全运行提供良好的保障,有效提升整车的性能。这种激光焊接技术不仅可以有效改善整个汽车制造工艺,还可以减少模具数量,从而降低汽车制造成本,获得更大的经济效益。

激光焊接技术主要用于汽车白车身顶盖激光自动焊接、多联齿轮激光焊接、安全气囊点火器激光焊接、传感器激光焊接、电池阀激光焊接等

激光焊接助推汽车轻量化
序号应用部位
1汽车白车身顶盖激光焊接
2多联齿轮激光焊接
3安全气囊点火器激光焊接
4传感器激光焊接
5电池阀激光焊接
6排气管激光焊接
7触发器激光焊接
8喷油嘴激光焊接
9发动机激光焊接
10汽车电池激光焊接
11车灯激光焊接
12汽车板焊接
13空调焊接
14动力电池、密封钉、极柱、软链接等
15······

几乎全部车企都应用了激光拼焊技术。在汽车制造中激光焊接的另一个重要应用是激光焊接车身框架。激光焊接属于连续连接,可以使得车身的强度和刚度提高;同时,采用激光焊接技术可以减少钢板使用量,达到降低车身质量的目的。例如,德国大众2004年的第5代Golf车身,激光焊达到了70m。

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