隨著汽車向低碳化、多元化、智能化的方向發(fā)展，汽車輕量化已是大勢所趨。激光焊接技術(shù)作為一種重要的加工技術(shù)，將大力推動汽車輕量化制造的進程。采用激光焊接技術(shù)，可以顯著改善車身的抗沖擊性能與抗疲勞性能，提高汽車品質(zhì)。國內(nèi)激光技術(shù)快速發(fā)展，激光技術(shù)與裝備日趨成熟，激光制造成本不斷降低。激光焊接具有焊接速度快、焊接深度大（激光焊接深寬比可達5∶1）、焊接變形小、自動化程度高、可進行非接觸遠距離焊接的特點，在汽車零部件制造領(lǐng)域，尤其是在汽車動力總成模塊、底盤模塊、車身模塊和電子系統(tǒng)等汽車零部件輕量化制造上獲得廣泛應(yīng)用。

01 輕量化，激光焊接技術(shù)能做些什么？

實現(xiàn)汽車輕量化的著力點主要集中于：結(jié)構(gòu)化設(shè)計、輕量化材料應(yīng)用和采用先進制造工藝。而激光焊接技術(shù)就是實現(xiàn)汽車輕量化的制造工藝解決方案。

激光焊接技術(shù)是于 20 世紀(jì) 60 年代發(fā)展起來的，這項技術(shù)主要依靠能量密度的激光為熱源，完成精密的焊接工作。區(qū)別于傳統(tǒng)焊接技術(shù)，激光焊接技術(shù)形成的焊縫較小，速度快，熱應(yīng)變小，這都是該項技術(shù)在汽車輕量化中被應(yīng)用的原因。將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于汽車輕量化研發(fā)中，具有焊接成本低、接頭質(zhì)量高、使用范圍廣等特點。

激光焊接技術(shù)主要用于汽車白車身頂蓋激光自動焊接、多聯(lián)齒輪激光焊接、安全氣囊點火器激光焊接、傳感器激光焊接、電池閥激光焊接等。

幾乎全部車企都應(yīng)用了激光拼焊技術(shù)。在汽車制造中激光焊接的另一個重要應(yīng)用是激光焊接車身框架。激光焊接屬于連續(xù)連接，可以使得車身的強度和剛度提高；同時，采用激光焊接技術(shù)可以減少鋼板使用量，達到降低車身質(zhì)量的目的。例如，德國大眾2004年的第5代Golf車身，激光焊達到了70m。

02 激光焊接原理與技術(shù)

2.1 激光焊接原理

激光焊接的原理是利用高強度的激光束直接輻射到金屬表面，使被焊處形成一個能量集中的熱源區(qū)從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點和焊縫。激光焊接有脈沖激光焊接和連續(xù)激光焊接兩種焊接方式。脈沖激光焊接根據(jù)焊接原理又分為熱傳導(dǎo)焊接和激光深熔焊，主要用于單點焊接和薄壁材料的焊接。連續(xù)激光焊接主要用于厚板材料的焊接與切割。激光焊接也有一定局限性，例如，對零件精度與表面質(zhì)量要求高，焊縫易出現(xiàn)疏松及氣孔等質(zhì)量缺陷。激光焊接技術(shù)總結(jié)見表1。

表1 激光焊接技術(shù)特點

2.2 汽車零部件制造常用的激光焊接技術(shù)與工藝

（1）激光自熔焊：激光自熔母材。工藝特點：焊接高速、高精度、熱量輸入小、變形小、深寬比大。

（2）激光填絲焊：激光+焊絲。工藝特點：擴大激光焊接范圍，提高焊縫成形質(zhì)量，控制焊縫區(qū)域組織性能。

（3）激光遠程焊：激光+掃描振鏡。工藝特點：替代傳統(tǒng)點焊、高速、高精度、空間可達性高、可焊多形狀焊縫。

（4）激光-電弧復(fù)合焊接：激光+電弧。工藝特點：高適應(yīng)性、大熔深、高強度、變形小、焊縫質(zhì)量高。

（5）激光釬焊：激光+釬料。工藝特點：潤濕母材（未融化）填充接頭、連接密封母材、成型美觀。

03 焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用-六軸機械手焊接機

（1）主要用于汽車車身焊接；

（2）硬件配置進口中高功率激光器安全穩(wěn)定可靠；

（3）外加紅光矯正，方便試教過程激光紅光的對準(zhǔn)，找到聚焦點；

（4）靈活操作運動系統(tǒng)，人性化設(shè)計，更好的用戶體驗。

04 新能源行業(yè)

新能源汽車中電池、電機、電控是其三大核心零部件，從汽車電芯制造以及PACK組裝，特別是動力電池結(jié)構(gòu)涵蓋多種材料，例如鋼以及鋁，還有銅和鎳等這些金屬可能會被制成電極、導(dǎo)線，外殼等。并且材料極薄，在受熱區(qū)域面積過大、受熱時間過長的情況下，極易變形，造成焊接不良。然而星鏈系列焊接機器人能適應(yīng)不同的有色金屬焊接，有著焊接速度快、受熱時間短等優(yōu)勢，有效的解決此行業(yè)焊接難題。

05 高功率激光焊接設(shè)備

（1）主要用于汽車行業(yè)的焊接，配置高功率的光纖激光器；

（2）工作臺采用高精度的旋轉(zhuǎn)臺，有效保證焊接工藝的穩(wěn)定和精度；

（3）采用6軸機器人和一個外部軸，六工位的自動焊接，節(jié)約了人工上料的時間，同時提升了產(chǎn)量；

（4）搭載智能相機和焊縫探測系統(tǒng)可實現(xiàn)焊縫自動跟蹤和在線質(zhì)量檢測，可隨時觀察焊接產(chǎn)品的情況。

06 結(jié)  論

激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用體現(xiàn)出其強大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。吉利、長城等汽車制造公司已經(jīng)在部分新車型中采用激光焊接技術(shù)。在可預(yù)見的未來以及新能源汽車市場的推動下，激光焊接技術(shù)一定會在汽車制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，助力國內(nèi)汽車輕量化制造技術(shù)進步與發(fā)展。

轉(zhuǎn)自：商用車車架聯(lián)盟CVCP

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