先进的车身板材制造技术

CAD学弟

汽车工业一直致力于在不降低轿车结构稳定性的同时减轻车重。而激光拼焊技术便成为了其中一项成功的新技术，实现了提高汽车结构安全性的同时降低车重的目标。目前，激光拼焊技术已经被广泛的运用在汽车纵梁、保险扛、门内板和地板等结构件中。




传统冲压工艺



所谓激光拼焊技术是在冲压成形前将两块或多块具有相同厚度或不同厚度的材料连接起来再成形的一项技术。该技术起源于20世纪80年代，当时主要是为了解决钢厂轧机轧出的钢板板宽不够的问题，通过拼焊技术从而满足汽车工业对宽板的需求，故以将相同厚度的钢板进行拼焊为主。随着汽车工业的发展，激光拼焊板向差厚板方向发展，即可将不同厚度的钢板实现拼焊，此时才真正实现了汽车钢板激光拼焊的目的。

传统工艺条件下，汽车各种部件的制造是由各种小的冲压零部件点焊制成的。而采用了激光拼焊新技术后，则改成先将不同强度和不同厚度的板材冲裁、焊接成整体毛坯，然后进行整体冲压成形。

激光拼焊技术特点




激光拼焊新技术



利用激光焊接技术生产的拼焊板具有巨大的优势，主要体现在以下几个几方面：

1.对最终车身重量的减轻

在汽车结构件的应用中，使用激光拼焊板，消除了使用多余加强件的需要，从而带来整体车身重量的降低。通过在一块钢板中，不同材料和厚度的组合可以大大简化整体车身的结构。

2.减少汽车零部件的数量

轿车车体的结构精度可以得到大大提高，许多冲压设备和加工工序可以得到缩减。通过使用激光拼焊技术，由于将材料的强度、厚度得到合理组合，使结构的刚度得到大大改善。

以汽车门内板的应用为例，在车身设计中，该零件对于冲压成形性能要求较高。这就意味着需要采用软一点和薄一点的材料。然而，在相同门内板的前部，在铰链与门相连接的部位又需要足够的强度来承受门的频繁使用。在传统工艺方法中，就需要使用加强板来增强门内板这一地方的强度。这件多余的部件在车间中则需要众多的工序来完成加工。而现在，通过使用激光拼焊技术，将一块大的、软一点、薄一点的材料与比较小的、硬一点、厚一点的材料通过激光焊接在冲压工序前就连接成一件门内板，再冲压成一件整体件，从而完全消除了使用加强件的必要性。




汽车门内板



3.原材料利用率大大提高

通过在结构件的特定部位有选择性的使用高强、厚材料从而使材料的利用率大大提高。通过在落料工序中采用排料技术，将各种各样的钢板得到合理组合从而大大降低材料工程废料率。

4.结构功能得到大大提高

通过使用激光拼焊技术，由于将材料的强度、厚度得到合理组合，使结构的刚度得到大大改善。结构的抗腐蚀性能也得到提高。使用拼焊技术更加重要的作用便是通过厚度与强度的组合，使结构件的抗碰撞性能得到大大提高。同时在有碰撞要求的部位，通过使用高强钢或厚板，而在要求低的部位，使用低强钢或薄板，从而大大提高了汽车零部件抗碰撞的能力。

激光拼焊正是适应了在该要加强的部位进行加强的需要，通过厚板和薄板的连接或者高强钢与低强钢的连接，对汽车安全性提高的效果要大大优于钢板厚度或强度等级没有变化的情况。与传统点焊工艺相比，使用激光拼焊板的冲压件其尺寸和形状精度也大大提高。从而使车身的装配精度得到改善。这将带来汽车噪声的降低和更少的整体装配缺陷。




激光拼焊板在汽车门内板制造中的应用



5.为生产宽体车提供可能

由于受钢厂轧机宽度的限制，钢厂提供的板宽是有一定限度的，而随着汽车工业的发展，汽车对宽板的需求却日趋紧迫，采用激光拼焊不失为一种有效而经济的工艺方法。ULSAB项目于1998年生产出样车，在这一超轻型车上运用的拼焊板零部件数量达到16件，约占车身重量的45%，由于通过采用拼焊板技术，使车身零件数量约减少25%、抗扭刚度提高了65%、振动特性改善35%，并且增强了弯曲刚度。

结语

激光拼焊产品的经济技术优势，显著降低了轿车产品的制造成本并有效提高了轿车产品的各项性能，为新型轿车设计及制造工艺的发展指明了方向。世界激光拼焊市场自1996年后才真正度过了市场引入阶段，进入高速发展期。在轿车市场占主导车型的紧凑型轿车和中型轿车的设计上，激光拼焊制造工艺的优越性体现得更加突出，采用的激光拼焊加工部件越来越多。

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类似的材料找武汉东区及上海宝钢有现成的，这两家我都去过，还不错