在过去的十年中,热冲压车身部件技术已经从一种小众技术发展为目前应用高强度钢来减重所不可或缺的技术。通过将这一技术应用于高强度钢,使得车辆重量显著减轻。当然,钢铁制造商在锰硼钢领域的研发工作是一个先决条件。
而激光加工科技发展至今,其用途之广也是不用多说的,激光加工技术在热冲压工艺链的应用更是激光科技在更高领域发展的指标,激光加工的发展潜力是巨大的。
热冲压就是锻压
靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法.冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工),合称锻压.冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带.全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分经过冲压制成成品.汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包,容器的壳体,电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的.仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。
从用户角度来看,越来越广泛地使用这些锰硼钢及其改进的涂层通常会对热冲压工艺链特别是对激光技术提出各种全新的挑战。与以前使用的冷冲压钢相比,锰硼钢所需要的加工条件不同,其不同的特性取决于每一处理步骤的碳含量,尤其是在热量的影响下,需要相应的工艺发展。
在热冲压工艺链下游的步骤中,在大多数情况下需要对部件进行裁剪。由于传统机械微调操作中的高硬度和相应的高耐磨特性,所以应该在未硬化的微观结构区域进行这种操作。在以往这种操作通常不可行,但激光作为一个“无磨损”的工具已经被广泛证明是成功的,尽管产量较低。在其他应用比如切割坯料大小中,和使用机械压力相比,使用激光进行裁剪有很多优势
人们在炉中使用高熔点的铝硅(AS)涂层来保护钢。然而,这给激光焊接金属矿床带来不利影响,所以必须在焊接工艺之前移除涂层。在这种情况下,激光器已被证明是一个成功的高能率工具。在生产设备中,调Q激光器能够将涂层从坯料边缘完全移除。另外,激光诱导等离子体光谱(LIPS)工艺被用于质量监控。在这个过程中,脉冲长度在纳秒范围内的Nd : YAG激光器轰击要去除涂层的坯料区域,并使用光谱法分析所产生的金属蒸汽等离子体以测定铝的含量。另一个可行的方法是在随后的激光焊接工艺中监测焊接等离子体。
激光技术的使用给热冲压工艺链带来了高效的解决方案,极大地促进了热冲压的广泛使用。