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隨著汽車(chē)市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，在汽車(chē)智能化進(jìn)程加速推進(jìn)的同時(shí)，以激光技術(shù)為代表的*制造技術(shù)也在不斷推動(dòng)汽車(chē)制造業(yè)的更新?lián)Q代，激光*制造技術(shù)與汽車(chē)生產(chǎn)的結(jié)合已是大勢(shì)所趨。

激光技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，比如利用激光進(jìn)行汽車(chē)板材、傳動(dòng)齒輪等各種零部件的切割、焊接等；利用激光進(jìn)行表面處理，比如表面硬化、表面合金化等工藝過(guò)程；還可以利用激光技術(shù)對(duì)精密零部件的長(zhǎng)度、密度、尺寸的檢測(cè)。

同時(shí)，激光制造技術(shù)在飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)等的國(guó)防和航空航天領(lǐng)域應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。針對(duì)現(xiàn)狀，我國(guó)一直在繼續(xù)發(fā)揮激光制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改變我國(guó)航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵器件和技術(shù)主要依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，終形成我國(guó)新一代激光制造產(chǎn)業(yè)鏈。

在“2019激光*制造技術(shù)行業(yè)應(yīng)用研討會(huì)”上，來(lái)自華中科技大學(xué)、中科院上海光機(jī)所、廣東工業(yè)大學(xué)、首都航天機(jī)械等的科研與技術(shù)專家就當(dāng)下激光*制造在汽車(chē)與航空航天行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研討。

1 激光加工技術(shù)等在汽車(chē)領(lǐng)域中的工程應(yīng)用

武漢光電國(guó)家研究中心曾曉雁教授在“激光加工技術(shù)在汽車(chē)制造中的應(yīng)用”報(bào)告中，重點(diǎn)介紹了激光焊接、激光表面工程處理、激光清洗技術(shù)中取得的研究成果：

1) 和中冶南方合作開(kāi)發(fā)了*條不銹鋼激光焊接/激光-電弧復(fù)合焊接酸軋聯(lián)機(jī)生產(chǎn)線；

2) 為中航集團(tuán)南方動(dòng)力公司建立的激光熔覆生產(chǎn)線，使得直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命從原來(lái)的不足500小時(shí)提高到3000小時(shí)，達(dá)到大修期水平，超過(guò)美國(guó)軍標(biāo)水平，已經(jīng)成功定型；

3) 2004年起，聯(lián)合武漢*，在實(shí)驗(yàn)室采用激光表面處理技術(shù)強(qiáng)化鋼軌，使其服役壽命提高3-10倍，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；

4) 開(kāi)發(fā)出激光選區(qū)熔化成形裝備系列，技術(shù)成果轉(zhuǎn)移到上海電氣股份有限公司，合資成立專業(yè)3D打印裝備公司，生產(chǎn)出系列有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的SLM成套裝備。

2激光加工技術(shù)在沖壓車(chē)間和電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用

激光加工技術(shù)在沖壓車(chē)間、車(chē)身部件、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1) 熱沖壓處理的高強(qiáng)鋼抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500 MPa，使硼化鋼能夠在不增加車(chē)身重量的情況下保證車(chē)輛安全，利用激光切割材料，使磨具無(wú)磨損、無(wú)變形、無(wú)微裂；

2) 在車(chē)身部件的焊接時(shí)，采用激光飛行焊，掃描速度可達(dá)700 m/min，焦距達(dá)到0.5-1.5 m，精度≤0.2 mm，可高速點(diǎn)焊、縫焊、疊焊、對(duì)接焊、角焊和搭接焊；

3) 激光技術(shù)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中具有提高扭矩負(fù)載，節(jié)約材料，減輕重量，部件尺寸更小化等優(yōu)點(diǎn)，可用作激光焊接、激光清潔、激光打標(biāo)等；

4) 在電動(dòng)汽車(chē)中，激光加工技術(shù)可以用于電池殼激光焊接、單電池激光焊接，使得加工過(guò)程無(wú)污染、減少空間占用等。

3激光沖擊波力學(xué)效應(yīng)及其工程應(yīng)用

廣東工業(yè)大學(xué)張永康教授以“激光沖擊波力學(xué)效應(yīng)及其工程應(yīng)用”為題，介紹了強(qiáng)激光與材料相互作用誘導(dǎo)的強(qiáng)沖擊波力學(xué)特性，以及以此力學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)形成的激光沖擊強(qiáng)化、激光沖擊鍛造、激光沖擊成形等的工程應(yīng)用。

2016年，廣東工業(yè)大學(xué)張教授課題組提出激光鍛造，開(kāi)發(fā)激光鍛造3D裝備，研制出精密化、智能化、全固態(tài)大能量固體激光器，具有脈沖寬度編程可調(diào)，精度±0.5 ns ，范圍12-24 ns；激光參數(shù)全程監(jiān)測(cè)與自動(dòng)調(diào)整。脈沖能量輸出大于10 J、重復(fù)頻率20 Hz、壽命15年等特性，實(shí)現(xiàn)了激光每一個(gè)脈沖誘導(dǎo)的“熱效應(yīng)”和“力效應(yīng)”的管理，以及殘余應(yīng)力分布和變形量的控制，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片不同區(qū)域需要不同應(yīng)力層深度的差異化強(qiáng)化、高性能大型金屬?gòu)?fù)雜結(jié)構(gòu)增材制造的需求。

4遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用及挑戰(zhàn)

激光技術(shù)在汽車(chē)中有很多應(yīng)用領(lǐng)域，并且出現(xiàn)了無(wú)鉚連接、自沖鉚接、流鉆螺接、摩擦塞鉚焊、鋁合金電阻點(diǎn)焊等車(chē)身連接新方法，遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

*上海光學(xué)精密機(jī)械研究所楊上陸研究員在“遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用及挑戰(zhàn)”報(bào)告中，介紹了由他研發(fā)的多種遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)。例如鍍鋅板零間隙遠(yuǎn)程激光焊技術(shù)，可提高生產(chǎn)效率3-5倍，減少占地面積約50%，降低二氧化碳排放量40%-50%，2016年獲得百大科技研發(fā)獎(jiǎng)；鋁合金搭接遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)入圍2017年百大科技研發(fā)獎(jiǎng)，在上海*激光技術(shù)創(chuàng)新中心，他們又提出了國(guó)內(nèi)的基于“牛頓環(huán)”電極的鋁合金電阻點(diǎn)焊，打破國(guó)外壟斷，相比*，該創(chuàng)新技術(shù)可節(jié)能20%，電極壽命增加1倍以上，力學(xué)性能提高15%以上。

5電弧熔絲增材制造在航空航天中的應(yīng)用

首都航天機(jī)械有限公司王福德研究員作了“電弧熔絲增材制造航空航天大型結(jié)構(gòu)件技術(shù)”的主題演講。主要介紹了電弧增材制造技術(shù)的起源和發(fā)展歷程、電弧增材制造鈦合金組織和性能、電弧增材制造其他金屬材料的實(shí)例，同時(shí)，他指出電弧增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的工程化應(yīng)用中還有許多問(wèn)題需要解決，例如增材制造過(guò)程中的多種復(fù)雜物理現(xiàn)象相互交織影響和多過(guò)程變量使得過(guò)程控制非常困難、不同的零件需要不同的工藝參數(shù)、工藝不成熟、缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)等。

6激光加工技術(shù)在車(chē)身試制領(lǐng)域的應(yīng)用

湖北瑞興達(dá)特種裝備科技股份有限公司智能裝備部經(jīng)理劉拉作了“激光加工技術(shù)在車(chē)身試制領(lǐng)域的應(yīng)用范圍及現(xiàn)狀”的主題演講。主要介紹了平面激光切割、三維激光切割、機(jī)器人激光焊接、激光焊接專機(jī)自適應(yīng)焊接、激光跟蹤儀用于全車(chē)身檢測(cè)等應(yīng)用中的技術(shù)分析。

他指出，信息化管理系統(tǒng)與車(chē)間設(shè)備連通和三維數(shù)模軟件直接導(dǎo)圖加工是激光加工技術(shù)在車(chē)身試制領(lǐng)域的技術(shù)難點(diǎn)與痛點(diǎn)。并提出了自適應(yīng)焊接工藝及控制系統(tǒng)，希望能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)焊縫追蹤，通過(guò)將更多的工藝變量(比如焊接電源、送絲速度，焊槍位置和焊槍運(yùn)動(dòng))整合到設(shè)備控制系統(tǒng)，并與實(shí)際接頭測(cè)量結(jié)果組合起來(lái)，產(chǎn)生高質(zhì)量焊縫，同時(shí)允許接頭輪廓和其它工藝參數(shù)具有更大的變化范圍，及他們?cè)诠S里的實(shí)際應(yīng)用情況。