材料的深加工材料的深加工 激光拼焊板激光拼焊板 2 目录目录 激光拼焊板的发展历史 1 1 焊接质量保证 4 4 国内目前激光拼焊总体介绍 5 5 激光拼焊板的应用 激光拼焊板的特点 3 3 2 2 3 激光拼焊板的发展历史 1 1 4 激光拼焊板的定义 是将不同厚度或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 激光拼焊板的发展 19641964年年 BUDD CoBUDD Co第一个专利第一个专利 19801980年年 AUDIAUDI对钢板宽度需求超过对钢板宽度需求超过2000mm2000mm（同厚度、地板）（同厚度、地板） 19841984年年 THYSSENTHYSSEN向向AUDIAUDI交付交付4000040000件激光拼焊板件激光拼焊板 20032003年年 全球生产了全球生产了160 000 000160 000 000件激光拼焊件件激光拼焊件………… 5 激光拼焊板的特点 2 2 6 激光拼焊板很好的解决如下问题：激光拼焊板很好的解决如下问题： 减重减重 增加安全性增加安全性 减少零件的数量减少零件的数量 减少汽车厂的生产流程减少汽车厂的生产流程 减少汽车厂的成本和设备投入减少汽车厂的成本和设备投入 度身定作度身定作 7 减重减重（降低油耗、提高车速）（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。
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%) 8 增加安全性增加安全性 激光拼焊板可以合理提高：激光拼焊板可以合理提高： 强度准确性强度准确性 疲劳时效性疲劳时效性 吸能效果吸能效果 防腐能力防腐能力 9 减少零件的数量减少零件的数量（通过材料的合理选择减少加强零件数量（通过材料的合理选择减少加强零件数量，， 降低采购成本）降低采购成本） 纵梁纵梁 中立柱中立柱 10 减少汽车厂的生产流程减少汽车厂的生产流程 11 减少汽车厂的成本和设备投入减少汽车厂的成本和设备投入 成型性能更加稳定（反弹）成型性能更加稳定（反弹） 功能集成、工序减化功能集成、工序减化 落料、冲压、总装设备投入减少落料、冲压、总装设备投入减少(内部物流）内部物流） 利于汽车回收利于汽车回收 12 门内板门内板 使用MTB废料减少 传统工艺废料为：0.864kg （工艺补充等因素） 使用MTB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 成本降低重量减少成本降低重量减少 13 门内板成本降低门内板成本降低 冲压工具和工序减少冲压工具和工序减少 取消门铰链的加强件的冲压模具取消门铰链的加强件的冲压模具 减少投资减少投资200万万 财务成本降低财务成本降低 铰链加强件的冲压工序取消，工时取消铰链加强件的冲压工序取消，工时取消 成本降低成本降低 装配工序减少装配工序减少 门铰链加强板不需要装配到门内板上门铰链加强板不需要装配到门内板上 成本降低成本降低 14 侧围内板成本降低侧围内板成本降低 在欧洲采用传统的解决方在欧洲采用传统的解决方案案 在欧洲采用在欧洲采用MTBMTB的解决方案的解决方案 差异差异 9 9块板块板 140140元元/ /侧围侧围 1MTB1MTB 240240元元/ /侧围侧围 100100元元/ /侧围侧围 冲压冲压 7575元元/ /侧围侧围 2020元元/ /侧围侧围 5555元元/ /侧围侧围 装配（不包含设备、装配（不包含设备、工具）工具） 6060元元/ /侧围侧围 6060元元/ /侧围侧围 小计小计 275275元元/ /侧围侧围 260260元元/ /侧围侧围 1515元元/ /侧围侧围 3030元元/ /车车 工具工具 减少减少8 8仟万设备投资仟万设备投资 冲压、装配冲压、装配 15 激光拼焊板与普通零件的比较激光拼焊板与普通零件的比较 16 可根据实际需要度身定作可根据实际需要度身定作 超宽板超宽板 材质选择材质选择 厚度选择厚度选择 镀层选择镀层选择 材料的合理组合利用材料的合理组合利用 17 激光拼焊板的应用 3 3 18 激光拼焊板得到了广泛的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；第一个集中批量使用激光拼焊板的是－－丰田； •在欧洲在欧洲 如：大众的如：大众的GOLF4应用了应用了19块激光拼焊板；块激光拼焊板； Renault Laguna 2Renault Laguna 2，激光拼焊板重量达，激光拼焊板重量达100Kg100Kg；； 目前世界有目前世界有300300余条激光拼焊线。
余条激光拼焊线 19 激光拼焊板在车身上的应用激光拼焊板在车身上的应用 中立柱中立柱 行李箱加强板行李箱加强板 行李箱内板行李箱内板 后轮罩后轮罩 侧围内板侧围内板 B B柱连接件柱连接件 轮罩轮罩 横梁横梁 保险杠保险杠 门内板门内板 前地板前地板 前纵梁前纵梁 减震器支座减震器支座 20 激光拼焊板激光拼焊板 “前纵梁“前纵梁" 传统设计传统设计/ / 部件较多部件较多 重量重量 零件零件 强度强度 交叉重叠交叉重叠 “激光拼焊”只有一件激光拼焊”只有一件 Source: VW 激光焊接激光焊接 三条激光焊缝三条激光焊缝 21 VW Golf (A4), 前纵梁前纵梁 22 背门背门 中间一条焊缝中间一条焊缝 重量重量 零件零件 强度强度 交叉重叠交叉重叠 厚材料厚材料 薄材料薄材料 一条焊缝一条焊缝 23 前门内板前门内板 Jaguar X400 门内板门内板 1824 DC05DC05 1.5 mm1.5 mm DC05DC05 0.75 mm0.75 mm 1655 24 门内板门内板 25 轮罩轮罩 26 前地板前地板 激光拼焊用于大零件激光拼焊用于大零件 重量重量 零件零件 强度强度 交叉重叠交叉重叠 薄材料薄材料 薄材料薄材料 厚材料厚材料 两条焊缝两条焊缝 27 侧围侧围 28 焊接质量保证 4 4 29 1 1、材料准备、材料准备 2 2、焊缝特性、焊缝特性 3 3、焊缝设计、焊缝设计 4 4、激光拼焊板的成形、激光拼焊板的成形 30 1 1、材料准备、材料准备 保持很好的接触，直线度约为厚度的保持很好的接触，直线度约为厚度的5%；； 剪切断面形状；（剪切断面形状；（光亮带光亮带:断裂带断裂带:塌角塌角:毛刺＝毛刺＝40:40:10:10）） 剪切质量高且焊接面必须保持清洁；剪切质量高且焊接面必须保持清洁； 板形；板形； 为保证焊缝质量，对材料焊接边有严格为保证焊缝质量，对材料焊接边有严格的要求：的要求： 31 Blanking specifications Vue en coupe (flan unitaire) DZ LpZ ADZ LpZ AD : ( 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 µm) Effect of the blanking Effect of the steel grade FACTOR ANALYSIS EFFECT OF THE BLANKING QUALITY EFFECT OF THE BLANKING QUALITY OF THE WELDING DEFECTOF THE WELDING DEFECT 32 2、、焊缝特性焊缝特性 当焊缝远离冲压变形区域，仅考虑较薄材料的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，要考虑焊缝的当焊缝位于冲压变形区域，要考虑焊缝的FLC 33 34 3 3、焊缝设计、焊缝设计 35 张力主要在薄板张力主要在薄板 4 4、激光拼焊板的成形、激光拼焊板的成形 36 在没有支撑的地方起皱在没有支撑的地方起皱 37 38 •开裂看来是由于焊缝的缘故开裂看来是由于焊缝的缘故 •开裂线垂直于主要压力开裂线垂直于主要压力 开裂处离焊缝开裂处离焊缝3 3- -4mm4mm •降低垂直焊缝的压力降低垂直焊缝的压力 •避免过高的厚度差避免过高的厚度差 39 开裂始于焊缝，在基板上发展开裂始于焊缝，在基板上发展 •限制垂直于焊缝的压力限制垂直于焊缝的压力 •加强焊接质量加强焊接质量 与焊缝质量无关，用杯突试验可与焊缝质量无关，用杯突试验可以判定以判定 40 国内外目前激光拼焊总体介绍 5 5 41 激光拼焊板的生产工艺激光拼焊板的生产工艺 厚度厚度: 2.0 mm 钢级钢级: DDQ EG 厚度厚度: 0.9 mm 钢级钢级: EDD EG 落料或剪切落料或剪切 中间仓库中间仓库 焊接焊接 钢卷钢卷 拼焊板产品拼焊板产品 42 1、落料线设备 2、焊接线设备 43 1 1 钢卷准备钢卷准备 6 6 矫直机矫直机 11 11 堆垛机堆垛机 2 2 开卷机开卷机 7 7 活套活套 12 12 切头剪切头剪IIII（预留）（预留） 3 3 穿带装置穿带装置 8 8 喂料辊喂料辊 4 4 切头剪切头剪I 9 I 9 尾料送料辊尾料送料辊 5 5 清洗机（预留）清洗机（预留） 10 10 压机压机 落料线落料线 44 最大摆角：±最大摆角：± 3030°° 摆角精度：摆角精度：5'5' 摆剪模摆剪模 45 落料线落料线 落料原料落料原料 钢卷宽度钢卷宽度 350350- -2000mm2000mm 厚度厚度 0.60.6- -3.5mm3.5mm 内径内径 508508或或610mm610mm 外径外径 900900－－2000mm2000mm 最大卷重最大卷重 3030吨吨 抗拉强度抗拉强度 270270- -1200N/mm1200N/mm2 2 屈服强度屈服强度 120120- -900N/mm900N/mm2 2 成品长度成品长度 200200- -5000mm5000mm（使用摆剪模）（使用摆剪模） 46 拼焊机示意图拼焊机示意图 47 产品规格产品规格 •汽车用激光拼焊板厚度范围：汽车用激光拼焊板厚度范围：0.60.6－－3.5mm3.5mm •激光拼焊板宽度范围：激光拼焊板宽度范围：220220－－3200mm3200mm •激光拼焊板长度范围：激光拼焊板长度范围：100100－－3000mm3000mm •材料可以为冷板、热镀锌、电镀锌等材料可以为冷板、热镀锌、电镀锌等各种汽车用钢板各种汽车用钢板 •可供等厚、差厚、直线、折线、曲线可供等厚、差厚、直线、折线、曲线激光拼焊板激光拼焊板 •焊缝宽度小于焊缝宽度小于1mm1mm。
48 Souka/SEEM Souvis 1 Souvis 3 Souvis 2 激光束激光束 该图由该图由Soudronic 提供提供 焊机焊机Souka, Seem and Souvis 系统结构系统结构 Souka=Souka=缝隙碾压对合装置缝隙碾压对合装置 Souvis=不间断质量监控系统不间断质量监控系统 设备机身采用整体框架式设计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置带着工件做往复直线运动, , 整个设备其他部分整个设备其他部分, , 尤其是尤其是““激光头激光头””与与““质量检测系统质量检测系统””均固定不动均固定不动, , 故设备可保证稳定的焊接质量故设备可保证稳定的焊接质量. . 49 SoudronicSoudronic拼焊机拼焊机质量监控系统质量监控系统 精密夹紧与磁性定位装置精密夹紧与磁性定位装置 焊接穿梭装置焊接穿梭装置 SOUVIS® 1 缝隙跟踪与缝隙跟踪与激光光束导激光光束导向摄像头向摄像头 激光聚焦头激光聚焦头 一体式焊接工一体式焊接工艺控制装置艺控制装置 SOUKA® 缝隙缝隙碾压对合装置碾压对合装置 SOUVIS® 2 焊焊缝上下几何外形缝上下几何外形检测摄像头检测摄像头 SOUVIS® 3 局部局部缺陷探测摄像头缺陷探测摄像头 SOULAS® 核心技术优势核心技术优势 50 SOUVIS1SOUVIS1 缝隙实际位置缝隙实际位置 缝隙余留间隙缝隙余留间隙 基板对齐情况基板对齐情况 激光光束引导激光光束引导 SOUVIS2SOUVIS2 错位错位 焊缝凹陷焊缝凹陷 焊缝突起焊缝突起 过焊和缺焊过焊和缺焊 用于图像处理的工控机用于图像处理的工控机 打印机打印机 Modem CAN / ETHERNET Encoder SOUVIS® 2 上部和底部摄上部和底部摄像头像头 SOUVIS® 3 s传感器和信传感器和信号处理器号处理器 SOUVIS® 1 摄像头摄像头 RS 232 51 打浅坑打浅坑 板料堆放时厚度不同的补偿板料堆放时厚度不同的补偿 52 2002~2009年，我国已建成了年，我国已建成了32条激光拼焊生产条激光拼焊生产线，如表线，如表3所示。
随着我国激光拼焊生产线的不断发所示随着我国激光拼焊生产线的不断发展，正在逐渐替代进口激光拼焊板国外先进钢铁公展，正在逐渐替代进口激光拼焊板国外先进钢铁公司的经验表明，汽车制造业所采用的激光拼焊技术是司的经验表明，汽车制造业所采用的激光拼焊技术是钢铁行业延伸产业链的一种行之有效的技术钢铁行业延伸产业链的一种行之有效的技术 53 20世纪世纪80年代激光拼焊技术处于起步发展阶段，日本年代激光拼焊技术处于起步发展阶段，日本丰田汽车于丰田汽车于1985年开始使用激光拼焊板，年开始使用激光拼焊板，1985年蒂森年蒂森克虏伯率先为奥迪克虏伯率先为奥迪100提供了激光拼焊板提供了激光拼焊板90年代激光年代激光拼焊技术处于快速发展阶段，德国蒂森克虏伯、安赛乐拼焊技术处于快速发展阶段，德国蒂森克虏伯、安赛乐米塔尔纷纷新建激光拼焊厂，米塔尔纷纷新建激光拼焊厂，1995年宝马汽车开始大年宝马汽车开始大规模使用激光拼焊板进入规模使用激光拼焊板进入21世纪，主要生产冷轧汽车世纪，主要生产冷轧汽车板的钢企基本都开始涉足激光拼焊领域板的钢企基本都开始涉足激光拼焊领域 54 55 56 57 58 7大独门招数大独门招数——热成形钢与激光拼焊板一体成形热成形钢与激光拼焊板一体成形门环优势解读门环优势解读 热成形与激光拼焊板技术的有效结合，车身减重、热成形与激光拼焊板技术的有效结合，车身减重、部件性能与制造成本的精妙平衡部件性能与制造成本的精妙平衡——一体成形门环一体成形门环身怀身怀7大独门招数，助力制造更轻量化、更安全、大独门招数，助力制造更轻量化、更安全、成本更优的汽车产品。
成本更优的汽车产品 59 独门招数一：减重独门招数一：减重 相较基准比对数据，一体成形门环能实现相较基准比对数据，一体成形门环能实现20%的减的减重幅度 60 独门招数二：布料优化独门招数二：布料优化 在合适的位置使用合适的钢种与合适的厚度，通过布在合适的位置使用合适的钢种与合适的厚度，通过布料优化降低废料比例料优化降低废料比例 61 独门招数三：热成形用钢材料成形性能优异独门招数三：热成形用钢材料成形性能优异 通过数字化模拟，分析评估部件性能通过数字化模拟，分析评估部件性能 62 独门招数四：先进的模具生产流程独门招数四：先进的模具生产流程 63 独门招数五：模具与板料间接触优化独门招数五：模具与板料间接触优化 根据“热点”监测分析，优化调整模具根据“热点”监测分析，优化调整模具 64 独门招数六：高强度材料性能与优秀几何精度独门招数六：高强度材料性能与优秀几何精度 门环所应用的门环所应用的Usibor 1500热成形钢整体拉伸强度值分布于热成形钢整体拉伸强度值分布于1400MPa到到1600MPa之间；之间； 515个点分析公差小于个点分析公差小于+1mm/-1mm，几何精度完全符合技术规范。
几何精度完全符合技术规范 65 独门招数七：生产成本优化独门招数七：生产成本优化 在大幅减重的前提下，控制整体成本，并有效降低组装成在大幅减重的前提下，控制整体成本，并有效降低组装成本与工艺成本本与工艺成本 66 目前，一体成形门环已在北美市场讴歌目前，一体成形门环已在北美市场讴歌MDX与克莱与克莱斯勒斯勒Pacific两款车型得到应用，在车身轻量化、安两款车型得到应用，在车身轻量化、安全碰撞测试中取得了瞩目的成绩全碰撞测试中取得了瞩目的成绩 67 感谢聆听 下次再见 。