鈑金行業現狀和地位

作為為國民經濟發展和國防建設提供技術裝備的基礎性、支柱性產業，鈑金加工業目前已成為我國規模最大的產業門類之一。近年來隨著國內機械制造行業，通訊電子，精密儀器、汽車和造船等行業的逐步興起，也帶動鈑金加工行業的快速發展。目前國內在經濟發展較快的地區和制造業發達地區都出現了鈑金行業集群；在珠江三角洲，長江三角洲，和環渤海經濟區，都出現了規模龐大的產業集群，已經形成了當地的一個產業鏈。

鈑金加工行業目前普遍引入了加工配送的理念，采用原材料采購－切割（沖裁）下料－折彎成形-焊接－打磨－噴涂－包裝－配送一體化服務，免去了制造企業采購原材料、運輸等繁雜程序，從而使制造企業更加專注于新技術的開發和市場動向的研究，從而反過來推動了制造行業的發展。

鈑金行業現狀和面臨的問題

目前鈑金加工行業處于加快發展時期，通過引進國內外高技術柔性鈑金加工裝備，比如激光切割機，數控沖床和高精度折彎機，行業技術水平較幾年前已經明顯提高。但是，作為鈑金加工無法避免的一個環節 － 焊接，普遍還是采用氬弧焊和氣保焊，由于焊接時熱輸入量很大，容易導致工件變形，無法滿足高精度要求的產品；一般需要打磨等后處理工藝，耗時耗力，隨著人工成本日益高漲，打磨的成本已經成為必須要控制的環節；工作環境中產生粉塵對人的身體有一定傷害，也使得工人望而生畏不能在這一崗位長期工作，特別是90后的年輕人不愿意學鈑金工，未來幾年鈑金行業將面臨人才短缺的危機。一個典型的鈑金加工廠，花在焊接和打磨上的工時占到所有工時的50％～70％，鈑金行業需要提高工藝水平，降低生產成本，吸引人才，提高企業競爭力，必須要從根本上改善焊接工藝。目前在鈑金行業比較發達的德國等國家，自動化激光焊接工藝已經被普遍采用。

激光焊接的特點和優勢

　激光焊接作為一種高質量、高精度、低變形、高

效率和高速度的焊接方法,日益受到人們的關注. 目前已經廣泛應用在汽車，鋼鐵，電子，船舶制造等各個行業。 激光焊接主要有以下幾個特點：

1、激光焊接熱輸入量少，熱影響區域較小，不容易引起變形，可進行精密加工；

2、焊點小，焊縫窄，整齊美觀，焊后無需處理或只需簡單處理工序，大大降低了后處理工序，提高工作效率和成功率。

3 焊接速度快，提高生產效率；

4、激光通過光纖傳導，激光焊接過程易于實現自動化焊接，重復性好，降低人為因素導致的誤差。

5． 一臺激光器支持多路輸出行程激光網絡，提高激光器的駕動率和生產效率，如圖一所示。#p#分頁標題#e#

圖一：通快激光網絡提高激光器駕動率

適用于鈑金加工的激光器

目前用于材料加工的激光器種類有二氧化碳激光器，燈泵浦YAG激光器，碟片激光器，光纖激光器和直接二極管激光器。沒有任何一種激光器能夠勝任所有材料加工，需要根據具體的加工要求選擇合適的激光器。如圖二所示，不同的激光應用對于激光功率和光束質量的要求各不相同：

圖二：不同的激光加工：對光束質量/功率的要求不同

對于鈑金的激光焊接主要有兩種方式：遠程掃描焊接和傳統焊接。遠程掃描焊接通過機器人帶動振鏡頭在工件上方移動，而激光束運動是通過振鏡掃描來完成。工作距離遠，需要較高的光束質量。

遠程掃描焊接焊接效率高，適用于大規模生產，目前在汽車鈑金行業應用非常廣泛，所使用的激光器主要是通快公司的4kW～6kW的碟片式激光器，光束質量為8mm*mrad. （圖三）

但是對于主要為機械制造配套的鈑金加工來說，往往面臨數量少，樣式多，結構復雜的特點，則還是要采用常規的激光焊接方式－機器人帶動標準聚焦鏡頭，光束運動通過機器人運動來實現。如圖四所示。采用這種方式焊接不銹鋼，采用惰性氣體（一般為氬氣或氮氣）保護進行熱傳導焊接，可以得到非常光亮的焊接表面，一般情況下不需要打磨等后續環節。對于常規焊接，采用標準聚焦鏡頭，并不需要很好的光束質量，目前最理想的用于常規激光焊接的激光器是直接二極管激光器。通快公司的2kW直接二極管激光器TruDiode2006光束質量為30mm*mrad，插頭效率接近40％，二極管模塊采用被動冷卻方式，已經不再是消耗品。目前在國內外TruDiode激光器已經成功應用于鈑金件的三維焊接。

圖三：通快4kW碟片式激光器用于遠程掃描焊接

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圖四：通快直接二極管激光器TruDiode用于常規焊接

激光焊接用于鈑金加工的成本效益分析

激光焊接工藝的初期投資成本較高。 激光焊接應用于高度自動化，大規模量產的行業已經證明是非常成功的，能夠大大提高生產效率，提升產品質量并降低單件成本。但是，在中小規模的鈑金加工企業，由于經常面對的情況是款式多，數量少，很多人擔心成本效益的問題，所以大多數人還是采用氬弧焊的方式。從運行成本來說，氬弧焊的具有較低的夾具費用和操作費用，但是后續打磨需要大量工時。隨著中國沿海地區逐步告別低勞動成本時代，打磨環節的費用會越來越大。實際上，如果加工的產品數量達到一定規模，激光焊接的成本并不一定比氬弧焊成本高。下面就以圖五所示的樣品計算氬弧焊和激光焊的成本。

圖五：不銹鋼樣品：氬弧焊和激光焊

表一：不同批量的產品用于氬弧焊和激光焊成本比較

從表一中的計算可以看出，當同一工件的數量超過50件時，激光焊接的單件成本低于氬弧焊的單件成本。

結語

目前鈑金加工行業處于加快發展的時期，各企業面臨提升技術水平和產品工藝，提高生產效率的課題。焊接工藝作為鈑金加工中重要的環節，已經成為制約鈑金加工業發展的瓶頸。采用激光焊接工藝，能夠極大改善產品焊接質量，提高生產效率并且降低成本，是增強鈑金加工企業競爭力的利器。