激光焊接技术在汽车工业中的应用及发展前景.pdf

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1、专题报道FEATURES激光焊接技术在汽车工业中的应用及发展前景随着汽车产业的升级和激光技术的发展，激光焊接技术在汽车制造中得到越来越多的应用。本文介绍了激光焊接、激光拼接、激光复合焊接和激光钎焊在汽车生产中的应用现状和发展前景。奇瑞汽车股份有限公司葛宜银性能、抗蚀性能和电磁学性能上优始于变速器的齿轮焊接。在汽车变1前言于常规焊接方法。速器齿轮的设计制造中，为了减轻世界上第一台激光器诞生于1960（4）激光在真空、空气及某种气齿轮质量，减小体积和加工难度，年，我国于1961年研制出第一台体环境中均能施焊，并能通过玻璃节约原材料，发达国家已将整体加激

2、光器。40多年来，激光技术已或对光束透明的材料进行焊接。与工的齿轮组或齿轮轴改为分体加在多个学科领域得到了大量的应真空电子束焊接相比，具有不需要工，然后将两部分焊接在一起，形用，如航空航天、造船、核能、汽真空室、不产生X射线等优点。成一个整体。20世纪80年代末，车等。尤其是在新型汽车生产中，现代汽车发展的趋势之一是轻量克莱斯勒公司的Kokomo分公司购具有更加光明的应用前景。目前，化。为了达到这个目的，一方面可以进9台6kWCO2激光器，用于齿轮汽车工业是激光加工的第二个应用采用密度比较小的铝（镁）合金或者激光焊接，生产能力提高40%。20领域，

3、约占激光加工的15%份额。强度比较高的高强钢代替普通钢，另世纪90年代初，美国三大汽车公司在国外发达国家的汽车制造中，有一方面就是采用新的加工工艺减轻质投入40多台激光器用于传动部件焊50%~70%的零部件采用了激光加工量。目前，汽车工艺主要的连接方法接。工艺，如激光切割、激光打孔、激为电阻点焊、缝焊、二氧化碳焊等方另外，随着新型铝、镁等轻质材光焊接、激光标识等。式。当采用铝（镁）合金或高强钢作料在汽车中的广泛应用，传统的点相对于普通的汽车连接方法，激为车身材料的时候，这些方法将不再焊方法已经不能适应新型材料的连光焊接的主要优点如下。适用。如铝（镁

4、）合金的点焊、熔化接要求。一方面，铜电极会和铝、（1）与传统焊接装备相比，激焊的焊接性很差，很难保证得到合格镁元素形成金属键化合物，影响电光焊接速度高，单位时间熔化面积的接头，当采用薄的高强钢代替普通极的使用寿命；另一方面，铝、镁大，焊接效率高，自动化程度高，钢的时候，目前的连接工艺将难以保合金表面的氧化膜也影响点焊接头可以减少再加工的费用。因此考虑证整体结构的稳定性，而激光焊非常质量，故激光焊接代替点焊也是到运行成本，激光焊接还是比较经适合新的车身材料。同时，采用激光汽车制造的发展趋势。目前，激光济的焊接方法。焊不需要添加焊接材料，能减轻车身焊接

5、技术已成为汽车工业的标准工（2）焊接时不用焊条或填充材质量，并且具有更强的结合强度。艺，是汽车制造生产中最主要的焊料，可以得到无杂质、无污染的焊接方法之一。2激光焊接方法缝。2.2激光拼焊（3）激光焊缝组织均匀，晶粒很2.1激光焊接汽车车身部件生产的传统工艺是小，气孔少，夹杂缺陷少，在力学激光焊接在汽车制造中的应用先冲压后焊接。新的工艺方式则将2009年第11期汽车工艺与材料AT&M1专题报道FEATURES这种顺序颠倒过来称为“拼焊”，即将高的深宽比。激光焊的热影响区非车门的质量，大众公司的车门通常不同厚度和不同性能的钢板冲裁后常窄，焊缝的深宽比

6、很高，但由于由经冲压、铸造和挤压成形的铝件拼焊起来，然后冲压成形。采用拼焦点直径很小，所以焊缝桥联能力加工而成。车门的焊缝总长4980焊钢板可以按照汽车的不同部位对很差。而电弧焊则是通过弧柱传输mm，现工艺是7条MIG焊缝(总长应采用不同的板材，更好地发挥其能量。电弧焊的特点在于电源成本380mm)，11条激光焊缝(总长1030作用。低，焊缝桥联性好，易于通过填充mm)，48条激光-MIG复合焊缝(总激光拼焊是当今世界最先进金属改善焊缝结构。但电弧焊的能长3570mm)。的轿车车身制造技术，以激光焊量密度比较低，加热面积较大，焊2.4激光钎焊接不同

7、厚度、不同涂层、不同材接速度相对较低。Laser-Hybrid激光随着车身件制造及装配精度的质的钢板，然后冲压成形，因此复合焊技术是两种焊接方法同时作提高，以及用于车身表面覆盖件连激光拼焊具有减少零件和模具数用于焊接区，除了电弧向焊接区输接的激光钎焊技术的出现，车顶盖量、减少点焊数目、优化材料用入能量，激光也向焊缝金属输入热激光焊接逐渐被激光钎焊所取代，量、减轻零件质量、降低成本和量。激光-MIG焊采用激光束和电弧车顶激光钎焊也成为可直接在车身提高尺寸精度、增加抗冲击防撞共同工作，焊接速度高，焊接过程表面实施连接的新技术（奔驰公性等优点。采用此项技

8、术可以使稳定，热效率高，以及允许更大的司在C级车后立柱上采用了激光填生产成本降低15%。焊接装配间隙。丝焊接，也属于少数车