雷射焊接是汽車工藝史上最大騙局?

2020-12-01 易車網

媒體參觀車廠指南是雅斯頓每周三的固定欄目。從衝壓到焊裝、塗裝和總裝,這是是一臺汽車生產的流程。不知不覺焊裝工藝也寫到了第三篇,而提起焊裝就不得不說雷射焊接。

第一次聽說雷射焊接這個概念是在2006年,當時鄰居入手了一輛帕薩特領馭,其廣告語裡這樣寫道:「超厚雙面鍍鋅鋼板以及為關鍵部位精選的超高強度鋼與高端特殊鋼,經由先進的雷射焊接技術處理,達到分子層面的堅固結合,車身強度大幅提高30%,在毫釐厚度與領先科技間,盡信明鑑安全的分寸。」

十年後再看這樣的廣告語依舊讓人動心,可以想像當年雷射焊接在營銷上是多麼的震撼。然而,雷射焊接真的那麼神奇嗎?車身強度大幅提高30%,能給用戶在駕駛安全性上帶來多大的感受呢?要了解雷射焊接,還得先從焊接說起。

焊接是什麼?

焊接是一個寬泛的說法。電氣焊、二保焊,還有點焊、雷射焊等白車身焊接方法,讓人不知所云。用教科書的話來說,焊接就是通過加熱或者加壓,或者兩者並用,加或不加填充材料,使兩分離的金屬表面達到原子間的結合,形成永久性連接的一種工藝方法。

通俗一點說,焊接就是能把分離的金屬連接在一起。同樣是做飯,方法不同,所以就有了不同的焊接方式。本可以簡單闡述的事情,教科書總是將其複雜化……

點焊屬於哪一類焊接?

明白了焊接的原理,再了解焊接的分類就簡單多了。不同焊接方式的區別主要在於焊接原理的不同,雖然焊接種類繁多,但是焊裝車間用到的焊接方法非常少,大多為電阻焊和電弧焊,也有大家所熟知的雷射焊接。

在焊裝線上,絕大多數工位進行電阻焊,將被焊工件壓緊於電極之間,通電後電流將金屬熔化,兩個板件便連接到了一起。因為焊接區域呈點狀,所以叫做點焊,大多數汽車白車身的焊點在5000個左右,可見點焊在白車身製造過程中扮演了非常重要的角色。

雷射焊一定比點焊強?

與點焊不同的是,雷射焊接利用雷射對材料進行微小區域內的局部加熱,雷射輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散,將材料熔化後完成焊接。

雖然看起來超前,但雷射焊接並不是這幾年才出現的:早在80年代,歐洲車企就開始使用這項技術,2000年以後,從德企開始,國內也逐漸使用雷射焊接。進入到中國之前,雷射焊接已經發展了很多年,並不是新世紀才出現的尖端技術。

只有德企在用雷射焊接嗎?

提起雷射焊接,大家最先想到的是大眾,旗下車型的頂蓋和側圍連接處沒有裝飾條,這是汽車外觀上少有的能看出雷射焊接的地方。大眾車之所以沒有裝飾條,是因為雷射焊接後沒有焊縫,處理後直接塗裝,省去了鑲邊的成本。

事實上,眾多車企中,不是只有大眾才有雷射焊接,更不是只有車身框架結構採用雷射焊接。雷射焊接後的零件變形很小,也不用做後續的熱處理,因此,這項技術也在零部件加工中採用,比如門挺杆、車門鉸鏈等。

很多車企在衝壓前都應用了雷射焊接技術:不同厚度、強度、材質的鋼板切成合適的尺寸和形狀,用雷射焊接成一個理想的整體(即拼焊板),再進行衝壓,可以獲得合適的衝壓件。這樣的工藝減少了板料的消耗,雷射焊接後的拼焊板沒有焊縫,氣密性好,幾個板件連接在一起省去了裝配過程,也減少了工人工作量,因此在合資車企應用廣泛。

為什麼德企喜歡雷射焊接?

雷射焊接的優點非常多,也因為優點太多,而顯得這項技術很高大上。相比電阻焊和電弧焊,雷射焊接的優勢非常明顯:

焊接速度快,每分鐘能達到數十米,加快了生產節拍。對企業來說,提高生產效率相當於降低成本。只要分焊裝線的效率跟得上,主焊線就能快速下線白車身。可以想像,大眾每月單車型3萬臺(朗逸能達到5萬)的產量是很了不起的。

柔性化程度高。雷射焊接是非接觸式焊接,一般距離鋼板15cm以上,留給車身的空間很大,並且針對不同的車型,只需變化夾具和機器人編程就可以投產。單線多車型的生產可以降低設備風險,由此看來,雷射焊接的高投入和降風險是成正比的。

焊接形變量小。由於能量集中而且是非接觸焊接,與點焊相比,雷射焊接的熱變形區域很窄,點焊中伴有的機械扭曲和波浪邊緣在雷射焊接中不會產生。在點焊中要維護易損件例如電極帽、電極杆等等,而在雷射焊接中則不需要這些維護。

節省材料。點焊是將兩個板料搭接在一起,給焊接處留出足夠的焊接面積,電極伸入板料重疊處焊接。而雷射焊接只需對翻邊的一面進行焊接(單面焊接),減少預留的焊接邊緣,減少搭接板料可以降低車身的質量,在輕量化如此艱難的情況下,一絲一毫的減重都是技術的提升。同時,單面焊接讓設計更自由,有利於板件布置。

雷射焊接對用戶的意義何在?

細心的讀者會發現,我們在文中說了這麼多雷射焊接的優點,大多是有益於企業的,比如提升柔性化,提高生產率,減少板料消耗。對於消費者而言,雷射焊接技術到底能帶來多大的好處?

德系車企大肆宣傳雷射焊接提升車身強度,但這強度到底能提升多少、安全性能有多大提高,卻是一個未知數。雷射焊接不像DSG、渦輪增壓等技術,能夠直觀從駕駛中感受到變化。除了良好的氣密性能給降噪帶來幫助,雷射焊接為用戶帶來的實質性感受並不多。

對於幾萬甚至十幾萬的普通家轎來說,在重大事故面前,不管車身強度再好、安全級別再高,車毀人亡的概率都挺高。所謂的雷射焊接提高車身強度,並不能給行車安全帶來質的改變。而對於一些小磕小碰,普通點焊出來的車身一樣可以保護駕乘人員安全。

和雷射焊接一樣,很多新技術也都不能明顯改變用車感受,但是新技術的發展,新設備的投入使用提升了企業的生產水平,對製造業是一件好事情。

雅斯頓小結

隨著網際網路的普及,越來越多的汽車用戶更加了解汽車,傳統營銷方式不再神奇,隨之而來的是車企源源不斷的技術營銷,從大眾的雷射焊接到豐田雙擎,再到數不清的動力新技術,仿佛一夜間各家都有了自己的拿手好戲,或許拿掉了這些營銷幌子,汽車世界又是另一番模樣。

(文章來自撰稿人路遙)

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