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激光拼焊板简介


激光拼焊板简介

上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司

内容简介
一、激光拼焊板的发展历史 二、激光拼焊板的特点 三、激光拼焊板的应用 四、焊接质量保证 五、宝钢阿赛洛激光拼焊介绍

一、激光拼焊板的发展历史
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激光拼焊板的定义
是将不同厚度、不同材质及不同表面状态的

钢板 拼接在一起,在冲压制造后,与其他零件一起总装成 汽车整车。

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激光拼焊板的发展
1964年 1980年 1984年 2003年 BUDD Co第一个专利 AUDI对钢板宽度需求超过2000mm(同厚度、地板) THYSSEN向AUDI交付40000件激光拼焊板 全球生产了160 000 000件激光拼焊件…………

二、激光拼焊板的特点
激光拼焊板很好的解决如下问题:
? ? ? ? ? ?

减重 增加安全性 减少零件的数量 减少汽车厂的生产流程 减少汽车厂的成本和设备投入 度身定作

减重(降低油耗、提高车速)
?

在相同强度的情况下,激光拼焊板可以很好的减轻重量。

1.2kg of weight saving (33%)

(14%)

增加安全性(降低车身重量)
激光拼焊板可以提高: ? 强度 ? 疲劳 ? 吸能 ? 防腐

减少零件的数量(通过材料的合理选择降低采购成本)

纵梁

中立柱

减少汽车厂的生产流程

减少汽车厂的成本和设备投入
?
? ? ?

成型性能更加稳定(反弹) 功能集成、工序减化 落料、冲压、总装设备投入减少(内部物流) 利于汽车回收

门内板
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使用TWB(tailer welded blank,拼焊钢板) 废料减少
传统工艺废料为:0.864kg 使用TWB废料为:0.138kg 每个门内板降低废料0.726kg 每车降低1.4kg 零件上的材料 门铰链的位置原采用2.0+0.8mm被1.8mm材料代替, 装配后达到同样的强度。 材料减少2.15kg--整车材料减少4kg。 成本降低重量减少

? ?

门内板
? ?

?

落料工序减少 由于形状基本相似 成本降低0.9元/件。 冲压工具和工序减少 取消门铰链的加强件的冲压模具 减少投资300万 假设产量为150万辆(生命周期) 财务成本降低 铰链加强件的冲压工序取消 成本降低 装配工序减少 门铰链加强板不需要装配到门内板上 成本降低

?

减少汽车厂的成本和设备投入

毛重 门内板 铰链加强板 小计 11.43 4.31 15.74

材料价值 61 23

剪切 3.8 0.9

焊接

冲压 18.7 11.7

装配

总成本

9.5 128.6

TWB门内板 A B 8.98 3.88 47.9 20.7 3.4 0.9 20 18.7

小计

12.86

111.6

零件重量降低2kg

减少汽车厂的成本和设备投入

侧围内板成本降低

在欧洲采用传统的解决方 案 9块板 TWB 冲压 装配(不包含设备、 工具) 小计 75元/侧围 60元/侧围 275元/侧围 140元/侧围

在欧洲采用TWB的解决方案

差异

240元/侧围 20元/侧围

100元/侧围 55元/侧围 60元/侧围

260元/侧围

15元/侧围 30元/车

工具 冲压、装配

减少8仟万设备投资

度身定作
? ? ? ? ?

超宽板 材质选择 厚度选择 镀层选择 材料的合理组合利用

激光拼焊板与普通零件的比较

三、激光拼焊板的具体应用
激光拼焊板得到了广泛的应用
?第一个集中批量使用激光拼焊板的是--丰田;

?在欧洲
如:大众的GOLF4应用了19块激光拼焊板; Renault Laguna 2,激光拼焊板重量达100Kg;

目前世界有300余条激光拼焊线。

激光拼焊板在车身上的应用
中立柱 B柱连接件

行李箱加强板
行李箱内板 减震器支座

轮罩 后轮罩 横梁 侧围内板 保险杠 前纵梁 前地板

门内板

激光拼焊板 “前纵梁"
传统设计/ 部件较多

“激光拼焊”只有一件

三条激光焊缝 激光焊接
Source: VW

重量

零件

强度

交叉重叠

激光拼焊的应用
VW Golf (A4), 前纵梁

背门
中间一条焊缝

一条焊缝

厚材料
薄材料

重量

零件

强度

交叉重叠

前门内板
Jaguar X400 门内板

DC05 1.5 mm DC05 0.75 mm
1655

1824

门内板

轮罩

前地板
激光拼焊用于大零件
两条焊缝

薄材料

薄材料 厚材料

重量

零件

强度

交叉重叠

侧围

四、焊接质量保证
1、材料准备 2、焊缝特性 3、焊缝设计 4、激光拼焊板的成形 5、质量保证体系

1、材料准备
为保证焊缝质量,对材料焊接边有严格的要求:
保持很好的接触,直线度约为厚度的5%;
? ?

剪切断面形状; 剪切质量高且焊接面必须保持清洁;

?

板形;

EFFECT OF THE BLANKING QUALITY OF THE WELDING DEFECT
Blanking specifications
D ZL ZA p

Vue en coupe (flan unitaire)

D : ( ? 10 % Th.) Sheared area (Z L) : ( ? 45 % ep) Break height (ZA) : (? 45 % ép) Break depth (P): (if th.. ? 2 mm ? P ? 4 % th if th. < 2 mm ? P ? 80 ?m)

FACTOR ANALYSIS
Effect of the blanking Effect of the steel grade

2、焊缝特性

当焊缝远离冲压变形区域,仅考虑较薄材料的FLC

当焊缝位于冲压变形区域,要考虑焊缝的FLC

2、焊缝特性

3、焊缝设计

4、激光拼焊板的成形

张力主要在薄板

4、激光拼焊板的成形

在没有支撑的地方起皱

4、激光拼焊板的成形

4、激光拼焊板的成形

?开裂看来是由于焊缝的缘故 ?开裂线垂直于主要压力 开裂处离焊缝3-4mm

?降低垂直焊缝的压力
?避免过高的厚度差

4、激光拼焊板的成形

开裂始于焊缝,在基板上发展 ?限制垂直于焊缝的压力

与焊缝质量无关,用杯突试验可 以判定

?加强焊接质量

5、质量保证体系
? ?

引进阿赛洛成熟的产品技术标准。 引进完善的质量检测体系。

五、宝钢阿赛洛简介

上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司 Shanghai Baosteel & Arcelor Tailor Metal Co.,Ltd.

上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司
Shanghai Baosteel & Arcelor Tailor Metal Co.,Ltd.

宝钢阿赛洛位于上海市安亭国际汽车城零部件园区,毗邻 沪宁高速公路路旁, 目前占地面积为43000平方米,一期厂房面积10800平方米 其中焊接区域标高9米,落料区域标高19米

上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司
Shanghai Baosteel & Arcelor Tailor Metal Co.,Ltd.
Current Production Capacity per year: 40.000 tons ( 2 lines) 现在年生产能力:40000吨(240万件)

Production Capacity per year: 160.000 tons ( 8 lines) 设计年生产能力:160000吨

激光拼焊板的生产工艺

落料或剪切
厚度: 2.0 mm 钢级: DDQ EG 厚度: 0.9 mm 钢级: EDD EG

中间仓库

焊接 拼焊板产品

钢卷

优势
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依托宝钢股份和Arcelor,可确保最便捷及时的原料供应,与 钢材新品研发携手并进。 借助Arcelor在激光拼焊领域多年的研发、生产、和管理经验, 以及众多车型的供货实绩。 宝钢股份在国内的完善的营销网络和配送体系。 宝钢股份进行了大量拼焊板使用技术研究并完成实冲试验, 达到实际车身零件的要求。

?

? ?

宝钢阿赛洛的技术装备
1、落料线设备
2、焊接线设备

落料线

1 2 3 4 5

钢卷准备 开卷机 穿带装置 切头剪I 清洗机(预留)

6 矫直机 11 堆垛机 7 活套 12 切头剪II(预留) 8 喂料辊 9 尾料送料辊 10 压机

摆剪模

最大摆角:± 30° 摆角精度:5'

落料线

落料原料
钢卷宽度 厚度 内径 外径 350-2000mm 0.6-3.5mm 508或610mm 900-2000mm

最大卷重
抗拉强度 屈服强度
成品长度

30吨
270-1200N/mm2 120-900N/mm2
200-5000mm(使用摆剪模)

Soudronic拼焊机示意图

产品规格

?汽车用激光拼焊板厚度范围:0.6-3.5mm ?激光拼焊板宽度范围:220-3200mm

?激光拼焊板长度范围:100-3000mm
?材料可以为冷板、热镀锌、电镀锌等各种汽 车用钢板 ?可供等厚、差厚、直线、折线、曲线激光拼 焊板 ?焊缝宽度小于1mm。

焊机Souka, Seem and Souvis 系统结构
激光束 Souvis 3 Souvis 2

Souvis 1

该图由Soudronic 提供

Souk a/SE EM

设备机身采用整体框架式设计. 在整个焊接生产过程除了穿梭装 置带着工件做往复直线运动, 整个设备其他部分, 尤其是“激光头” 与“在线质量检测系统”均固定不动, 故设备可保证稳定的焊接质量. Souka=缝隙碾压对合装置 Souvis=在线不间断质量监控系统

Soudronic拼焊机质量监控系统
SOULAS? 核心技术优势
焊接穿梭装置 SOUVIS? 1 缝隙跟踪与 激光光束导 向摄像头 激光聚焦头 一体式焊接工 艺控制装置

精密夹紧与磁性定位装置 SOUKA? 缝隙 碾压对合装置 SOUVIS? 2 焊 缝上下几何外形 检测摄像头 SOUVIS? 3 局部 缺陷探测摄像头

SOUVIS? 1 摄像头 Encoder
CAN / ETHERNET

SOUVIS? 2 上部和底部摄 像头 SOUVIS? 3 s传感器和信 号处理器
RS 232

用于图像处理的工控机

打印机 Mode m

SOUVIS1 缝隙实际位置 缝隙余留间隙 基板对齐情况 激光光束引导

SOUVIS2 错位 焊缝凹陷 焊缝突起 过焊和缺焊

SOUVIS3 局部焊接缺陷 跳焊 虚焊 孔隙 基板对齐情况

打浅坑

厚度不同的补偿

谢 谢!


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