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罗芬激光——激光在汽车行业的应用
来源:德商罗芬激光技术(上海)有限公司 作者: 浏览次数:0
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       从 80 年代初开始,汽车工业一直是高功率激光产业的主要驱动力之一。这个行业对激光源的质量和可靠性要求非常严格。与传统技术相比,在切割,焊接和打标领域,激光技术可为用户带来更大的效益。由于激光技术比传统技术更加灵活,易于实现自动化,所以可以满足整个行业的核心要求。

    最初,激光仅用于简单的圆柱形零件焊接,如车辆的自动变速器组件。如今,激光已普遍应用在处理整车结构的工艺中。车顶焊接,车门焊接,液压成形件的三维切割,门弹簧退火,仪表盘焊接,打标等仅仅是大量激光应用的几个例子。无论是在激光拼焊板,齿轮部件,还是在车钥匙上,都可以见到激光技术的身影。

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  典型应用一: 激光焊接 Laser Welding

  使用激光技术焊接,其优点在于极高的焊接速度,稳定的焊接质量,焊接精度高,材料热变形小,并且易于整合到自动化操作系统中,是现代工业生产中,普遍采用,口碑极好的先进焊接方式,例如汽车车身的焊接,管材焊接,汽车电池焊接以及仪表盘等塑料焊接,无论从焊接强度还是焊接精度和速度,激光有着独到的优势。

  除了我们已熟知的这些激光技术优势外,振镜技术目前正在扮演着越来越重要的角色。添加振镜头可以使激光源的效率最大化,并以此来提高生产效率。

  ROFIN所有的高功率激光器都内置了振镜控制,接上振镜选项,便可开始各种基于振镜的加工应用。使用振镜技术,能实现焊缝与焊缝之间的高速跳转,并且可设计非常自由灵活的焊缝,直焊缝,飞行焊缝, s形焊缝等。区别于传统的基于工作台或者基于机器人的方式,无须设定轨迹,振镜便可实现非常高的跳转速度。

  ROFIN振镜技术内置的wobbing功能,可以实现很大的焊缝间隙,焊接的接触面积越大,牢固程度更高越高。采用CCD辅助的方式,能够快速找到需要焊接的工位,实现非常高速度的焊接。

  结合振镜应用,ROFIN高功率FL系列光纤激光器是汽车行业的理想系统解决方案。无论是点状、圆弧、波形或是拼接等形状的焊缝,任何几何形状都可根据强度和部件要求在系统中自由的调整。

  激光焊接应用举例:

  ① 压力传感器的焊接       ②安全带预紧器的焊接

  ③ 控制板的精密焊接       ④ 电池的焊接
  
  ⑤ 进气歧管的焊接        ⑥ 后座靠背的焊接

  ⑦ 仪表盘组件的焊接       ⑧ SCR的焊接

  ⑨ 滤油器的焊接         ⑩ 齿轮的焊接

  ⑪ 可伸缩车顶和车顶接缝的焊接  ⑫ 安全气囊的焊接

  ⑬ 车门的焊接          ⑭ 车台的焊接

  ⑮ 车身部件的焊接        ⑯ 支柱的焊接

  ⑰ 排气系统零部件的焊接     ⑱ 拼焊板的焊接

  ⑲ 空调冷却管的焊接       ⑳ 刹车系统组件的焊接

  典型应用二:激光切割 Laser Cutting

  激光切割亦是使用频率最多的激光应用之一。光纤激光器和二氧化碳激光器可结合标准化的二维和三维切割系统来切割低碳钢、不锈钢、铝和其他金属。在对汽车的不同工件进行加工时,汽车制造商会利用到激光切割的多个优势,例如,切割边缘质量高,低热量输入,加工速度快等。包含多种金属的汽车零部件及材料,如安全气囊的布料和汽车内饰所使用的复合材料,均使用激光进行切割。激光器作为灵活的加工工具,可以非常容易地集成到机器人及其他自动化装置上,并为各种自动化部件和材料的切割提供解决方案。

  激光切割应用举例:

  ① 用于装饰汽车座椅的定性夹的切割    ② 仪表盘组件的切割

  ③ IHU构成的底盘零件的切割       ④  安全气囊的切割

  ⑤ 支柱的切割             ⑥ 排气系统零部件的切割

  典型应用三:激光表面处理 Surface Treatment

  除了激光切割和激光焊接这样的传统工艺,激光器也可以用于各种表面处理应用,例如激光硬化、激光去层、表面活化以及激光堆焊。在激光堆焊工艺中,最为人熟知的是激光熔覆,填充材料诸如金属焊丝或粉末等基础材料可通过激光辐射进行融化从而实现冶金结合,这一过程对母部件金属的稀释率小于5%。汽车加工行业通常利用粉末进行激光堆焊,它可以作为工件的保护膜,起到防磨损防腐蚀的作用,同时也具有耐高温耐侵蚀(液体)的特点。在汽车行业,工件的最小失真率和高灵活性是两个重要标准。由于减少了热输入并使用了添加材料,热微裂和孔隙也得以避免。利用填充焊丝进行的激光堆焊可用于修理工件,改善材料的耐磨性,实现小的设计改良,并纠正制造缺陷。

  激光表面处理应用举例:
  ① 拼焊板的去层          ② 刹车系统组件的表面活化

  典型应用四:激光打标 Laser Marking

  现代化的紧凑型汽车是由10000 多个零部件装配而成的,构成这些部件的材料多种多样,包括钢,轻合金,塑料,复合材料,天然纤维等。出于质量保证及产品可追溯性的要求,许多材料都需要打上唯一的标记。这些标记必须比汽车使用寿命长, 即使暴露在油料,燃料或高温条件下也不会褪去。

  激光可以在汽车所用到的大多数材料上打上永久性的、高对比度标记。激光打标机既可以作为打标小型工件的独立量产式打标解决方案,也可以完全集成到生产线上进行使用。灵活的软件控制程序可以定制任何形式的打标内容。

  激光打标应用举例:
  
  ① 仪表盘组件的打标        ② 轮胎的打标

  ③ 标签的打标           ④ 其他各类金属及非金属打标

  ROFIN推荐主流激光产品

  ◆FL光纤激光器

  FL系列光纤激光器功率范围为500 W - 8000W,单模块输出2.5kw,1μm的输出波长对许多材料都有良好的吸收,特别适用于高反射材料的加工,比如汽车金属部件的切割和焊接,除此以外,FL激光器的典型应用还包括低碳钢和不锈钢的二维和三维切割、扫描焊接、点焊、缝焊以及激光堆焊等。配合振镜,可实现高速跳转


  ◆DC板条式二氧化碳激光器

  ROFIN DC系列激光器功率范围为1000W-8000W,波长为10.6μm, K=0.95的卓越光束质量在确保最佳加工质量的同时亦提升了产量。DC系列激光器可用于碳钢、不锈钢的二维和三维切割、塑料、木材、纺织品的激光切割、管材和型材的激光焊接等。


  ◆SPS振镜焊接系统

  ROFIN所有的高功率激光器都内置了振镜控制,可灵活高速的完成形状复杂的焊接,是汽车加工领域理想的激光焊接工具。

  ◆ROFIN塑料焊接系统

  高效、稳定、经济的RC-LPW-200/2-D型激光系统是ROFIN推出的专为焊接仪表盘而设计的激光焊接系统,该系统提高了激光器的使用效率,更加完善了焊接质量控制系统以及专用3D焊接夹具的设计,焊接加工范围可以覆盖到2D和3D塑料部件的焊接,为客户提供了更优的设计方案和更加高效的完整加工系统。该系统核心Dilas Compact 激光系统可同时结合DILAS加工头,光学准直聚焦系统和高温计使用,在医疗设备制造业和汽车行业,可自动预先设定加工温度范围,并在全闭环控制下加工,若使用振镜扫描头亦可自由选择激光加工点。


  ◆Label Marker 激光打标系统

  Label Marker可用于切割和标记所有常见的标签材料,是一款采用完全参数控制、集所有功能于一身的激光打标系统。Label Marker安装有VLM应用软件,可实现图形和可机读标记的打标,具有最可靠的性能和最大的加工灵活性。

  ◆Powerline F光纤激光器

  PowerLine F系列激光器由不同功率的创新型光纤激光器组成。来自ROFIN的20至30W脉冲光纤激光器波长为1064nm,可用于金属及塑料的激光打标。凭借其单模的光束质量,可生成超精细超清晰的标记。

  ◆Powerline E端泵浦激光器

  根据不同的应用需求,PowerLine E产品系列提供空冷式、水冷式激光器,波长范围为1064 nm, 532 nm, 355 nm,功率级别为10W-40W,该系统附带视觉打标器(VLM),可与PC端连接,实现智能、灵活的打标,适用于金属及塑料的激光打标,生成的标记持久且清晰。

  ◆DQ固体激光器

  ROFIN DQ系列功率范围为500W-1000W,是激光烧蚀、激光清理、激光绝缘以及表面处理的理想工具,可用于拼焊板、太阳能电池或者LCD展示屏的激光去膜、玻璃及其他材料的颜色烧蚀、工具和模具的清理。

  ◆StarFiber 光纤激光器

  StarFiber激光源在基模的光学模式下,额定功率为100至600瓦,波长为1070nm,可用于低碳钢和不锈钢的二维和三维切割,铝、金、银、钛金属的切割,硅及有色金属的切割(比如铜),外壳的点焊,绕轴环形焊缝的点焊及缝焊以及汽车油门线的扫描焊接。它的可集成版StarFiber OEM主打的'一点即亮'特征,即最短的开机延时,是针对特别复杂的精细切割所设计的。

 

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