我国激光拼焊自动化装备发展现状与对策

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1、我国激光拼焊自动化成套装备发展现状与对策房灵申1,2，赵明扬1，徐志刚1(1.中国科学院沈阳自动化所，辽宁沈阳110016；2.中国科学院研究生院，北京100039）1引言激光拼焊是集光学、机械学、电子学、计算机学等为一体的高技术，是激光应用最有发展前途的领域。激光加工技术的出现是对传统的焊接工艺和焊接方法具有重大影响的技术变革，具有的优越性使其在机械、电子、冶金、汽车、石油和国防等领域得到了广泛应用，并产生了巨大的经济效益和社会效益，应用前景是十分广阔的。激光拼焊自动化装备作为成套关键装备与战略技术，不仅影响着汽车

2、行业的发展，而且将对国家的综合国力，对国家的可持续发展有着巨大而深远的影响。激光拼焊成套设备的研制、开发成功，必将推动作为制造业基地的辽宁省的整体制造能力，提高我们企业的核心制造能力，提高企业产品的竞争力，尤其是为提高沈阳汽车制造行业的整体竞争能力具有重要意义，为我国整个制造业的发展提供动力。努力使我省的激光加工技术上一个新台阶，开拓我省新的技术增长点。同时应该看到，作为世界制造加工大国，我国的激光加工中心还明显偏少，因此，有必要加大力度进行推广，以发展激光产业带动传统产业的改造和发展。2国内外发展现状激光拼焊是指将

3、两块或两块以上的板料，采用激光焊接的方法焊在一起，然后进行冲压成形。采用激光拼焊板有如下优势。(1)满足零件各部位对材质、厚度、涂层、性能等不同的要求；(2)降低车身质量，从而提供低燃耗、性能优良、安全的环保汽车；（3）提高车辆织构整体性，提高整体刚度，改善装配精度；(4)减少模具数目、降低能量消耗。激光拼焊板发展大致经历了三个阶段：a.开始阶段，大众公司1985年超大板的需求促进了激光拼焊板的发展，随着新车型的发展，激光拼焊板得到了广泛应用。b.成长阶段，随着激光焊接设备的不断改进，激光拼焊板应用和数量在不断增加,

4、尽管突然大量应用激光拼焊板对汽车制造商来 说还难以接受，因需要而在技术上获得了激光拼焊的经验。Golf4就应用了19块激光拼焊板。c.成型阶段，一些汽车制造商引进激光拼焊板使得其竞争对手开始评估激光拼焊板的优点和缺点，1998年开始，其他的汽车厂商开始使用或计划使用激光拼焊板。提高复杂性，应用高端的激光焊接技术可以生产更复杂更大的零件，如下图4所示。阶段44681.1国外状况从20世纪80年代中期开始，激光拼焊板作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务，尤其在车身零部件生产

5、、制造和设计方面，拼焊板的使用有着巨大的优势。目前，无论实验室还是汽车制造厂的实践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。1985年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作，在Audi100车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。90年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光拼焊板技术，近年来该项技术在全球新型钢制车身设计和制造上获得了日益广泛的应用。奔驰、宝马、通用等各大汽车生产厂相继在车身中采用了激光拼焊板技术。目前，由拼焊板生产的汽车零部件主要有前后车门内板、前后纵梁、侧围、底板、

6、车门内侧的A、B、C立柱、轮罩、尾门内板等。日本JFE公司建在西日本仓敷地区的水岛钢板工业公司内的激光拼焊板设备已于2004年9月份投入运行。该项目投资额为5亿日元，年产能力约为200万张。JFE是日本钢铁公司中首家拥有激光拼焊板设备。此次投产的设备是从德国蒂森克虏伯公司下属的Nothelfer公司引进的，为激光点固定式，和目前日本已投产的激光拼焊设备大多数采用激光头转动型不同，不但提高了生产效率，而且激光容量大可满足宽幅拼焊。韩国浦项扩大Gwangyang工厂激光拼焊板（TailorWeldedBlanks）的产能

7、，以进一步开发汽车板市场。浦项集团希望扩大的激光拼焊板产能和Gwangyang厂两条新建的镀锌生产线能帮助他们提高在国内外汽车板市场的竞争力。产能扩大后，他们的汽车板产能将达到330万吨，到2007年将扩大到450万吨，而该集团去年汽车板的产量为270万吨。据悉，到2007年，汽车板产能将占浦项总产能的9%。激光拼焊板产能扩大工程于2004年4月6日开工，在10月份完工。完工后，浦项激光拼焊板的产能将由目前的170万吨/年扩大到360万吨/年。工程完工一年后，Gwangyang将上马第五条热浸镀锌生产线。2004年1

8、月份，浦项宣布在Gwangyang钢厂新建第六条热浸镀锌生产线，将产能扩大到200万吨/年。6号生产线将在2004年11月开始建设，于2006年6月完工，产品全部用于汽车生产。法国阿赛洛在激光拼焊领域经过十几年的研究和发展，现激光拼焊生产线已达到３５条，其产品在欧洲市场占有率超过50%，成为当今世界规模最大的钢铁巨头。而且欧洲许多冶金公司也都在