熱沖壓工藝鏈中的激光技術(shù)

制造與裝備

熱沖壓工藝鏈中的激光技術(shù)

在過去的10年里，車身熱沖壓技術(shù)的不斷發(fā)展使車重明顯減輕，高強度鋼的使用成為了可能。隨著錳硼鋼這種高強度鋼和改善涂料的日益廣泛應(yīng)用，給一般的熱沖壓工藝鏈（尤其是激光技術(shù)）帶來許多新挑戰(zhàn)。使用激光焊接錳硼鋼板（即熱沖壓板）可以生產(chǎn)、制造大量不同厚度的錳硼鋼板，并可以將其與其它鋼種組合。在熱沖壓鋼工藝中，一般采用高熔點的鋁硅涂層保護爐內(nèi)的鋼，且隨著碳加入量的不同，會使錳硼鋼具有不同的屬性。高含碳量和快速冷卻工藝形成的馬氏體可以使錳硼鋼板產(chǎn)生結(jié)構(gòu)硬化。當(dāng)熱沖壓爐內(nèi)的溫度高于奧氏體溫度時，因馬氏體量增加而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)硬化不會影響熱沖壓的后續(xù)處理過程，且在沖壓過程中模具的冷卻還會使該部分產(chǎn)生均勻的馬氏體組織。由于高熔點的鋁硅涂層對激光焊接金屬堆積會產(chǎn)生不利的影響，所以必須在焊接工藝前去除涂層。而激光器是一種高效去除涂層的工具，能夠完全去除鋼板邊緣的涂層。此外，等離子體光譜激光誘導(dǎo)工藝主要用于監(jiān)控去除涂層的質(zhì)量，該工藝采用光譜法分析產(chǎn)生的金屬蒸氣等離子體和納秒級脈沖長度的激光束可測定鋁含量以確保涂層是否被完全去除，同時可在此工藝過程中監(jiān)測焊接等離子體。

激光技術(shù)在其它方面的應(yīng)用（如采用激光切割技術(shù)代替原始的機械壓力方法剪切鋼板）具有如下優(yōu)勢：①降低投資成本；②降低每一部分的成本；③對生產(chǎn)具有更高的靈活性；④結(jié)構(gòu)變化需要調(diào)整的時間減少；⑤利用這種激光切割方法加工高強度鋼不會在表面產(chǎn)生磨損痕跡等。

Stefan Wischmann et al. Industrial Laser Solutions， Feb.2014.

編譯：趙喚