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激光技術盡顯加工優勢

激光熔覆焊:表面耐磨 新鋼種的應用并非沒有遇到困難。例如,如何在熱成型過程中通過加壓淬火達到高強甚至超高強的特性。在奧地利格拉茨技術大學的工具及成型學院進行的“Cool Tool”項目,正好提出了這個問題。這個解決方案包括用于回火成型過程的工具系統,通過改進技術使加壓淬火的硼合金鋼更加經濟。冷卻通道是通過管道網絡最終到達工具,優化了冷卻和加熱的性能,從而縮短了加工周期。 用球墨鑄鐵制造的工具很經濟,而且容易進行再加工。其中存在的一個問題是表面強度和耐磨性比較低,這使得有必要采用一種高強的表面來承受高載荷,例如采用焊接技術。激光粉末熔覆焊是一種由項目合作伙伴——德國通快激光及激光系統有限公司使用的專業加工工藝,也就是通常所說的直接金屬熔覆。在這種工藝中,粉末冶金材料與激光束同軸噴灑在未預熱母材的構件表面形成的熔池上,冶金粉末與母材金屬結合,形成一種高強適合機械承載的冶金化合物。 與常規焊接工藝相比,激光熔覆焊具有很重要的優勢,即很低的熱效應。不僅如此,在最小化母材上的熱影響區,硬度會增加,裂紋幾乎不可見。其他積極的方面還包括表層硬度分散率低和良好的摩擦系數,同時,母材沒有明顯變形,殘余應力使裂紋不容易形成。此外,激光熔覆技術能夠通過自動化手段達到再加工工藝的效果。 3D激光切割技術:加工高強鋼最經濟的技術 毛邊是高強鋼加工過程中遇到的另一個問題,激光切割適合這種加工,3D激光切割尤其適合這種已經成型的金屬薄板。如果鋼的強度達到1500MPa,就只能采用激光切割技術才能實現,沒有其他更經濟的方法可以選擇。在這種情況下,投資昂貴的沖擊和切割工具沒有必要。由于材料的超硬性,這些工具的使用壽命會很短。激光切割的優點還包括設置時間短,對不同工件和外形具有很好的適應性。 TruLaserCell是一種三維加工設備,能夠用來切割高強鋼,例如切割大眾帕薩特的B立柱既不會產生毛刺,也不需要進行再加工。B柱是通過熱成型而成的高強鋼,是非常硬的承壓車柱,它們增加了沖擊阻力,更加安全。 激光焊接:產能更高、適應性更強、更加經濟 通過激光切割的高強鋼能夠用激光進行焊接,雖然它對焊接零件的尺寸公差要求很高,激光器的先期投資成本也較高,但激光焊接能夠使焊接效率和焊接質量更高。 就激光切割而言,低熱輸入是激光切割中一個非常重要的特點,因為一些合金的高強特性會由于熱效應而導致性能降低。激光焊接同樣是一種變形很小的高質量焊接,能夠達到很高的精度。除此之外,激光還能焊接以前由于不可視原因而無法焊接的部位(例如,后擋板和車頂側板的結合)。另外,激光焊接相比電阻點焊能夠減小焊縫寬度,這再一次降低了重量和燃油消耗。 激光掃描焊接提供了更高的生產率、適應性和經濟效果,它特別適用于一個構件要求多道短的搭接焊,這種方式也被稱為遠程焊接。這種高動態焊接技術通過掃描振鏡引導激光束到工件進行焊接,移動工件或者焊接頭的時間變得很短。一個或兩個可移動的鏡子集成在掃描焊接頭內,激光束在兩道焊縫間的定位時間幾乎為零。特別是當工件的焊點距離越遠,焊點越多,這一優勢就愈加明顯。因此客戶能選擇一系列的焊接工藝而幾乎沒有浪費時間,使熱輸入和變形最小,而加工時間能被縮短60%以上。在這種條件下,一套激光掃描焊接系統能取代幾臺傳統的焊接站。 采用激光掃描焊接工藝可以實現任何焊接曲線,使車身結構具有更大的靈活性,并且可以根據特殊的焊接強度進行定制。另外,掃描焊接只需要激光束從一面接近工件,這使得更小的接頭和更新、更硬卻更輕的車體成為可能。 固定的激光掃描焊接系統可以通過TrumaScan L4000結和通快的TLF激光器或工業機器人結合通快PFO 掃描焊接頭實現,這也能實現車體全部的三維加工工藝。具有高光束質量的固體激光器,例如通快公司的圓盤激光器,可以結合機器人進行三維激光加工。
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