高强钢汽车内板的激光落料技术

2022-03-08王建业杨燕萍张朋谢嘉伟王广川广东库迪二机激光装备有限公司

钣金与制作 2022年2期

文/王建业，杨燕萍，张朋，谢嘉伟，王广川·广东库迪二机激光装备有限公司

汽车内板激光落料线简介

随着激光落料线工艺技术的成熟，国内外的主流车企都开始使用激光落料线生产的内外板落料件。激光切割尤其适合高强钢汽车内板的落料和热成形后的制孔切边。汽车内板激光落料线的典型布局为开卷、矫直、激光打标、伺服送料、激光切割和拍打码垛，如图1所示。落料线实物如图2所示。

图1 激光落料线布局图

图2 激光落料线实景图

这种激光落料线实现了完全自动化和数字化的落料生产，生产效能比普通的激光切割高4倍左右，已经接近冲压落料的效率。进一步提高激光落料线的配置，产能甚至可以超过冲压落料。

广东库迪二机激光装备有限公司承建的十多条激光落料线，实现了高强钢汽车内板的工业化落料生产，部分落料线的日开工时间超过20小时，每班产量超过8吨，日产量16～20吨，获得了汽车主机厂商的认可。部分高配置的激光落料线可以实现无人值守生产。

图3为高强钢汽车B柱激光落料件，图4为批量生产的高强钢激光落料件热成形后的汽车B柱。图中B柱用于比亚迪汉轿车。

图3 B柱落料件码垛

图4 激光落料件热成形后的汽车B柱

同时，由于激光落料线的造价低、占地少、无需模具、材料利用率高、产品切换快、无产品试制周期，激光落料已经体现出明显的优势。

工业化激光落料的基本工艺要求

传统的激光切割机采用齿钉板支撑钢板，切割排屑有时会被齿钉板阻碍，形成渣瘤，而且不能保证百分之百切断，这些问题要依靠人工处理，因此传统激光切割机只能用于小批量半自动的落料生产。

工业化落料生产，对激光落料线最基本的工艺要求，是满足落料质量条件下，必须可靠稳定地提供产能保证。只有保证了落料件质量和产量的稳定，激光落料线才能在汽车配件供应链中获得立足之地。其次，是要保证激光落料的生产成本与冲压落料相比具有优势，确保生产订单的获得。

库迪二机研发出的新一代激光切割机，利用皮带支撑和随动光缝，实现了可靠切断和无损切割，落料件精度、表面质量、断面质量和生产成本都优于冲压落料。

材料利用率和碳排放

激光落料的搭边小，落料件可以灵活混排、套排，而且不增加生产成本。尤其对汽车内板，激光落料的材料利用率最具优势，参考来自实际生产的排样实例,通常比冲压落料提高5%～10%，如图5所示。

图5 激光落料排样实例

激光落料线配备的排样和刀路工具软件，可以快速完成排样并生成落料生产数据。生产过程中，用户根据所采购卷料的实际板宽，及时调整排样，生产不受板宽制约。卷料采购过程中，利用排样软件，也能及时优化板宽选择。

根据2020年的统计数据，生产1吨钢需要排放1.765吨碳，因此提高材料利用率可以有效降低碳排放。

库迪二机的激光落料线，通过对材料利用率的优化，不仅给用户带来可观的经济效益，满产情况下，每天还能减少碳排放1吨以上。

动静结合的先进切割工艺

动态切割是指送料的同时进行激光切割，静态切割是指切割时不送料。

落料件的长度决定了料带的送料距离，在激光落料过程中，送料操作通常需要花费1～4秒时间。动态切割方法节省了送料时间，使生产效率最大化。但送料运动引入了送料机的机械误差，会造成切割精度降低。

静态切割消除了送料误差，切割精度显著提高。库迪二机在长春承建的激光落料线，采用静态切割加工一汽大众某车型的高强钢B柱，轮廓和定位精度都达到了±0.05mm/m，超过精冲标准。切割直线轮廓时，直线度可达±0.03mm/m，可对直边进行无填丝激光拼焊，这种激光落料拼焊的工艺，已在比亚迪汉的后门内板得到应用。

动态切割低精度轮廓，静态切割高精度轮廓，动静结合的切割方法既能提高效率，也能保证精度，是一种先进的激光切割工艺。