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激光加工為高強度鋼應用開(kāi)啟新方向
高強鋼和超強鋼運用于汽車(chē)制造，得益于現代兩大先進(jìn)技術(shù)：沖壓硬化和激光加工。
過(guò)去，高強鋼和超強鋼的成形問(wèn)題是阻礙其在汽車(chē)制造業(yè)廣泛應用的原因。如今，人們已經(jīng)找到解決此問(wèn)題的方法：沖壓熱成形加水冷硬化處理。在成形之前先將鋼材加熱超過(guò)900℃，然后進(jìn)行快速深壓，水冷模具緊緊壓住工件直到溫度降下來(lái)，一般情況下，溫度降低到170℃。因為這一過(guò)程發(fā)生極為迅速，鋼材中會(huì )產(chǎn)生馬氏體組織，因而大大增加了鋼的抗拉強度。
熱沖壓僅僅是解決問(wèn)題的第一步，高強鋼的硬度一般高于切割工具，這對工具的磨損很大。激光加工可以解決這個(gè)問(wèn)題，不管切割硬度多大的材料，激光切割都是完全不會(huì )磨損的。特別是對于強度高達1500MPa的鋼板，幾乎沒(méi)有其他經(jīng)濟可行的加工方法可以替代激光切割。在這種情況下，機械沖床和切削設備的使用壽命會(huì )大大縮短，而激光切割除了完全沒(méi)有這些磨損問(wèn)題以外，還具有安裝時(shí)間短、可靈活更換產(chǎn)品和樣品生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。尤其對于窄邊角輪廓或小曲率的曲線(xiàn)，更是機械切割不可比擬的。
激光既可進(jìn)行高強度鋼的切割，也可用于焊接。激光焊接效率高、經(jīng)濟，而且焊接質(zhì)量得到了很大提升。與激光切割相似，激光焊接的優(yōu)勢之一是熱輸入量很小。因為對于高強度鋼來(lái)說(shuō)，如果熱輸入量過(guò)大，可能會(huì )喪失高強度的特性。激光焊接同樣也是高質(zhì)量的加工過(guò)程，只有很小的熱變形，幾乎不會(huì )使材料產(chǎn)生翹曲，其精度也非常出色。除此以外，激光還可以用來(lái)焊接某些特別的部件，如轎車(chē)后擋板和頂蓬連接處。而且，激光焊接與傳統點(diǎn)焊相比，需要的凸緣更小，這同樣降低了車(chē)身重量和燃油消耗。
過(guò)去，高強鋼和超強鋼的成形問(wèn)題是阻礙其在汽車(chē)制造業(yè)廣泛應用的原因。如今，人們已經(jīng)找到解決此問(wèn)題的方法：沖壓熱成形加水冷硬化處理。在成形之前先將鋼材加熱超過(guò)900℃，然后進(jìn)行快速深壓，水冷模具緊緊壓住工件直到溫度降下來(lái)，一般情況下，溫度降低到170℃。因為這一過(guò)程發(fā)生極為迅速，鋼材中會(huì )產(chǎn)生馬氏體組織，因而大大增加了鋼的抗拉強度。
熱沖壓僅僅是解決問(wèn)題的第一步，高強鋼的硬度一般高于切割工具，這對工具的磨損很大。激光加工可以解決這個(gè)問(wèn)題，不管切割硬度多大的材料，激光切割都是完全不會(huì )磨損的。特別是對于強度高達1500MPa的鋼板，幾乎沒(méi)有其他經(jīng)濟可行的加工方法可以替代激光切割。在這種情況下，機械沖床和切削設備的使用壽命會(huì )大大縮短，而激光切割除了完全沒(méi)有這些磨損問(wèn)題以外，還具有安裝時(shí)間短、可靈活更換產(chǎn)品和樣品生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。尤其對于窄邊角輪廓或小曲率的曲線(xiàn)，更是機械切割不可比擬的。
激光既可進(jìn)行高強度鋼的切割，也可用于焊接。激光焊接效率高、經(jīng)濟，而且焊接質(zhì)量得到了很大提升。與激光切割相似，激光焊接的優(yōu)勢之一是熱輸入量很小。因為對于高強度鋼來(lái)說(shuō)，如果熱輸入量過(guò)大，可能會(huì )喪失高強度的特性。激光焊接同樣也是高質(zhì)量的加工過(guò)程，只有很小的熱變形，幾乎不會(huì )使材料產(chǎn)生翹曲，其精度也非常出色。除此以外，激光還可以用來(lái)焊接某些特別的部件，如轎車(chē)后擋板和頂蓬連接處。而且，激光焊接與傳統點(diǎn)焊相比，需要的凸緣更小，這同樣降低了車(chē)身重量和燃油消耗。
汽車(chē)制造商的要求一向苛刻，對于精密部件，公差要求不超過(guò)3mm。如果需要焊接切割后的部件，或者是考慮整個(gè)車(chē)體每個(gè)部位的尺寸都要滿(mǎn)足臨界公差，那么各部件的加工誤差須減至±0.4mm。激光加工完全可以滿(mǎn)足用戶(hù)的苛刻要求。關(guān)鍵之處就是在各種應用中要掌握好激光功率、切割速度與材料特性以及厚度之間的相互匹配關(guān)系，否則容易出現粗糙、毛刺或燒結點(diǎn)，甚至出現鋼材根本不能切穿的現象。
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