レーザー溶接は、高エネルギー密度、深溶込み、高精度、強力な適応性という利点により、航空宇宙、機械、電子機器、自動車、造船、原子力エネルギー工学の分野で広く評価されています。 特に自動車生産では、レーザー溶接は車体組立と自動車部品生産の両方で広く使用されています。
高エネルギー密度、深溶込み、高精度、強力な適応性などの利点により、レーザー溶接は航空宇宙、機械、電子機器、自動車、造船、および原子力エネルギー工学の分野で広く評価されています。 特に自動車生産では、レーザー溶接は車体組立と自動車部品生産の両方で広く使用されています。 関連する統計によると、ヨーロッパおよびアメリカの先進工業国の自動車部品の50％から70％はレーザー加工によって完成しています。 中でも、レーザー溶接と切断が主に使用されています。 レーザー溶接は、自動車生産の標準プロセスになりました。
レーザー溶接応用技術
1.自動車車体のレーザー溶接技術
車体は典型的な薄いプレートとシェル構造です。 これは、低合金高強度の薄い鋼板で、カバーに打ち抜き、切断、および成形することによって作られ、溶接によって組み立てられます。 ボディアセンブリの溶接ポイントの数は数千に達することがあります。 従来の溶接では、抵抗スポット溶接プロセスが使用されます。 抵抗スポット溶接プロセスでは、2つの電極を使用してワークを2方向から圧縮し、2つのラップ片を加圧および通電して接触面間にはんだ接合を形成し、ワークを互いに溶接します。 ボンディングと形状の要件を満たすために、はんだ接合間に一定の間隔を維持する必要があります。 スポット溶接中、溶接トングはワークピースの端の下に溶接され、フランジ幅は16mmである必要があります。 レーザー溶接は片面溶接ですが、フランジ幅はわずか5mmです。 スポット溶接をレーザー溶接のみに変更すると、1台あたり40kgの鋼を節約できます。
レーザー溶接によって形成された狭くて深い溶接部は、ワークピースに容易に浸透します。 レーザーヘッドと溶接される部品との間に機械的な接触はなく、加工の機械的応力もありません。 レーザー溶接シームの引張強度と疲労強度は、母材の引張強度と疲労強度と同等であり、支持力の要件を満たしています。 これにより、コンポーネントの材料の厚さを減らし、体重を減らすことができます。 同時に、レーザー溶接はコンピューターによって制御されるため、強力な柔軟性と操作性があり、ドア、バッフル、ギア、計器盤を特殊な形状で溶接できます。 光ファイバー伝送システムおよびロボットと組み合わせると、自動車の組立ラインを自動化できます。
2.レーザー調整技術
レーザーテーラー溶接技術は、自動車産業におけるレーザー溶接の最も成功した明らかな利点の1つです。 自動車産業が最初にテーラー溶接プレートを適用したのは、主に圧延機によって圧延される鋼板の幅不足の問題を解決し、テーラー溶接技術により自動車産業の幅広プレートの要件を満たすためでした。 自動車産業の発展に伴い、テーラー溶接プレートは差動厚板の方向に開発され、異なる厚さの鋼板をテーラー溶接することができます。 現時点では、テーラー溶接された自動車用鋼板の目的は本当に達成されています。 レーザーテーラー溶接プレート技術の発明は、1985年にアウディ100の生産に初めて適用されました。レーザーテーラー溶接技術は、さまざまな部品の性能要件に応じて、さまざまなスチールグレード、タイプ、グレード、および厚さの鋼板を選択することですレーザーボディ製造中の車体の。 レーザー切断とテーラー溶接により、側壁、床板、ドアの内側ドア、柱などの車体の特定の部分（図1を参照）が一緒に溶接され、その後、車体の重量を軽減しながらプレス加工されます車体の強度。 この手法には多くの利点があります。
1）多数のスタンピングプロセスの部品と装置と手順の数を減らします。 テーラー溶接を一体的に形成できます。 さまざまな部品の強度に対するさまざまな要件に応じて、さまざまな厚さのシートが互いに溶接され、もう一度スタンプされます。 同時に、車体の精度を向上させることができ、多数のプレス加工機器、プロセス、および金型を削減できます。
2）コンポーネントの重量を減らします。 スプライシングにさまざまな鋼板を使用するため、コーティングされた鋼板を使用して、腐食しやすい部品の寿命を延ばすことができ、より薄い鋼板を、荷重または軽荷重を持たない部品、および高強度鋼に使用できますプレートは荷重に耐える部品に使用できます。補剛材を溶接する必要がなくなり、車体構造が大幅に簡素化されます。これにより、鋼の消費と生産コストが削減され、車体重量が削減され、最終的に自動車のエネルギー消費が削減されます。
3）コンポーネントの構造品質と信頼性を向上させます。 不連続スポット溶接とリベットの代わりに連続溶接が使用されるため、車体の剛性、固定、安全性が大幅に向上します。
4）ワイドボディ車を生産する可能性を提供します。 圧延機の制限により、幅が広すぎる鋼板を製造することは不可能であり、幅の広い板に対する自動車の要件はますます緊急になっています。 レーザーテーラー溶接の使用は、効果的で経済的なプロセスです。 レーザーテーラー溶接により、車はより美しく快適に見えます。
ボディ構造の分析に基づいて設計を最適化し、テーラー溶接用のいくつかの典型的な鋼板を選択します。これにより、材料の利用率が向上し、二次加工プロセスがなくなり、金型の数が大幅に削減されます。 日本のトヨタ自動車のサイド生産ラインでテーラー溶接パネルを使用した後、部品数が66％削減され、金型の数が20から4に削減され、材料の利用率が40％から65％。 レーザーテーラー溶接を使用すると、中型車は強度に影響を与えることなく9kgを失う可能性があります。
現在、大規模な外国の鉄鋼会社は、レーザーに合わせた溶接生産ラインを精力的に開発しています。 ArcelorMittalには35のレーザー調整溶接生産ラインがあり、その製品はヨーロッパ市場の50％以上を占めています。 イタリアのSolblankには、14のレーザー調整溶接生産ラインが生産されています。また、英国と米国に4レーザー調整溶接ラインを設置する予定です。 ティッセンクルップは、インドネシアと米国（デトロイト）にレーザー調整合弁会社を設立しました。 British Steelは、自動車メーカーにテーラードブランクを提供できる専門センター（会社）を設立しました。 米国と日本も同様の会社を設立しています。 現在、西ヨーロッパで生産されたテーラーメイドのブランクは、世界の総生産量の70％を占め、20％が米国で生産され、10％が日本で生産されています。