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激光加工为高强度钢应用开启新方向


  高强钢和超强钢运用于汽车制造,得益于现代两大先进技术:冲压硬化和激光加工。 
  过去,高强钢和超强钢的成形问题是阻碍其在汽车制造业广泛应用的原因。如今,人们已经找到解决此问题的方法:冲压热成形加水冷硬化处理。在成形之前先将钢材加热超过900℃,然后进行快速深压,水冷模具紧紧压住工件直到温度降下来,一般情况下,温度降低到170℃。因为这一过程发生极为迅速,钢材中会产生马氏体组织,因而大大增加了钢的抗拉强度。 
  热冲压仅仅是解决问题的第一步,高强钢的硬度一般高于切割工具,这对工具的磨损很大。激光加工可以解决这个问题,不管切割硬度多大的材料,激光切割都是完全不会磨损的。特别是对于强度高达1500MPa的钢板,几乎没有其他经济可行的加工方法可以替代激光切割。在这种情况下,机械冲床和切削设备的使用寿命会大大缩短,而激光切割除了完全没有这些磨损问题以外,还具有安装时间短、可灵活更换产品和样品生产等优点。尤其对于窄边角轮廓或小曲率的曲线,更是机械切割不可比拟的。  
  激光既可进行高强度钢的切割,也可用于焊接。激光焊接效率高、经济,而且焊接质量得到了很大提升。与激光切割相似,激光焊接的优势之一是热输入量很小。因为对于高强度钢来说,如果热输入量过大,可能会丧失高强度的特性。激光焊接同样也是高质量的加工过程,只有很小的热变形,几乎不会使材料产生翘曲,其精度也非常出色。除此以外,激光还可以用来焊接某些特别的部件,如轿车后挡板和顶蓬连接处。而且,激光焊接与传统点焊相比,需要的凸缘更小,这同样降低了车身重量和燃油消耗。  

  汽车制造商的要求一向苛刻,对于精密部件,公差要求不超过3mm。如果需要焊接切割后的部件,或者是考虑整个车体每个部位的尺寸都要满足临界公差,那么各部件的加工误差须减至±0.4mm。激光加工完全可以满足用户的苛刻要求。关键之处就是在各种应用中要掌握好激光功率、切割速度与材料特性以及厚度之间的相互匹配关系,否则容易出现粗糙、毛刺或烧结点,甚至出现钢材根本不能切穿的现象。 

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