摘要：激光焊接技术属于熔融焊接技术，它以激光束为能量源，并对焊接接头进行冲击达到焊接目的的技术。激光焊接机技术广泛应用在汽车、船舶、飞机、高速铁路等高精度制造领域，使人们的生活质量得到了提高。但是国内激光焊接技术还不成熟，缺乏实践经验，本文主要阐述激光焊接技术在在白车身试制中的应用。
关键词：激光焊接技术；白车身试制；应用
前言
激光焊接技术有很多独特优势，如能量密度高、焊缝窄、不需真空环境和不受导电材料制约等。激光焊接技术不仅广泛应用于农业、服务业等基础领域，而且还应用于航天航空、生物医学等高端领域。目前，激光焊接使用中已出现智能化，极大推动了高精尖焊接工艺在各个领域的发展。现在激光焊接技术已成功运用到生物医学上，未来很可能用到临床检测、手术等特殊行业中。激光器的研发、双焦点激光焊接技术和复合激光技术是激光焊接新的发展方向。
1激光焊接技术的研究现状
目前，针对我国激光焊接技术的研究，其主要的激光生产设备有kw级的二氧化碳激光设备、1kw以下的固体YAG激光设备。在激光焊接技术研究的过程中，其研究领域主要集中在等离子体的形成机理、特性分析与检测、控制与激光模拟、激光堆焊、水下焊接技术、各种材料激光焊以及激光切割质量等方面。目前，激光焊接技术在高强度钢方面的焊接研究还不够完善，其应用缺少数据支持，还有待进一步的研究。
2激光焊接的优势
2.1经济性优势
激光焊接较之传统点焊，在经济性能上有很大的优势，不仅可以节省焊件材料，降低生产制造成本，而且在人工成本上也具有显著的优势。板材成本。传统点焊需把两个焊头夹在工件边缘上进行焊接，因此需要预留足够的焊接凸缘，而激光焊接只需焊接单面翻边材料，可以大大减少预留的凸缘，减轻整个车身的重量。以上海大众仪征工厂所用NIMARK点焊枪为例，焊接板件凸缘宽度最少需要16mm，而激光焊接只需要5mm，如果把白车身点焊改为激光焊，每辆车可节省钢材40kg，仪征工厂年产38万辆共可节约钢材15200吨。焊接设备成本。一台大功率激光器配上数控加工系统可取代十台电阻焊机械手，且效率是电阻点焊的十倍以上。因此，采用激光焊接技术，同等焊接工作量要求下，相较于传统点焊所需的控制系统、机器人、工装夹具等大幅减少，单台激光焊接设备可节省现场设备投入800万。人工成本。原车顶与侧围采用传动点焊之后需要设立人工工位，一般需两名工人添加密封条。采用激光焊，由于其特殊的密封工艺及美观效果，无需人工操作，经统计，可节约人工工位费用200万。设计成本。激光焊接工艺简化车身结构件，大大提高汽车设计的灵活性，缩短产品设计投产周期。
2.2工艺性优势
激光焊接最突出的特点就是功率密度高，热输入小且集中，焊接部位的热变形和热影响区很小，有利于提高焊接速度以及焊缝的力学性能。对车身车间而言，激光焊较之点焊的工艺优势主要集中在以下几个方面。
能量密度高；激光焊接速度快、熔深大；激光焊接热输入量小，热影响区小，焊接变形小，焊缝晶粒细小致密；激光焊缝力学性能好，强度高；激光焊接可达性更好，点焊枪焊接过程中焊枪打开需要一定空间，同时为兼顾两个焊接头需要调整姿态，而激光单面焊接能够适应更复杂的车身结构；激光焊接焊缝细窄，无需使用密封条与镶嵌条，提高外观的流线性，更加美观大方。
3激光焊接技术在汽车领域中的应用
进入21世纪以来，随着现代高科技的发展和人们生活水平的提高，汽车已成为各家各户必备的交通工具，汽车的市场需求量也达到了一个前所未有的高度，各个汽车制造商的竞争也进入了白热化的阶段，如何提高汽车制造工业的水平和效率已成为一个亟待解决的难题。随着激光技术的迅速发展，激光焊接技术在汽车领域的应用也越来越广泛。早在上世纪八十年代，奔驰、大众等世界知名汽车企业就开始对激光焊接技术进行研究，寻求激光焊接技术在汽车领域应用的重大突破，当时已经掌握了对于车身、侧框、车顶灯部位的焊接技术，其材料主要是钛金材料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆激光焊接技术对于汽车制造生产带来了极大的便利，在九十年代激光焊接技术进一步发展，福特、通用等更多的世界知名汽车制造商也加入了激光焊接技术。进入21世纪，激光焊接技术不仅应用于材料的焊接，在汽车零件的制造方面也取得重大突破。日本的汽车制造商把激光焊接技术和切割技术结合起来，最早用于制造车身的覆盖件等，在后期的性能检测中，发现由激光焊接技术和切割技术制造的覆盖件性能相当卓越，因此激光焊接技术逐渐成为一项高标准的汽车零件制造技术，汽车中一些关键零件如：离合器、排气管、散热器以及增压器轮轴等都逐渐由激光焊接技术加工制造而成。近些年来，我国也越来越注重激光焊接技术在汽车领域中的应用，我国对于激光焊接技术的研究已取得了多项骄人的成绩，已处于世界前列。
4激光焊接的系统构成
激光焊接是采用激光作为焊接热源，利用焊接机器人来执行焊接操作，同时通过焊接夹具和产品制造精度来保证焊缝质量。
4.1激光器
焊接系统的核心机构，能产生能量高、热量大的激光束快速熔化焊丝或母材，目前主要有CO2气体激光器、固体激光器、光纤激光器和碟片激光器等。
4.2焊接机器人
执行自动化焊接程序的柔性机构，通常是六轴全关节臂结构，并附带焊缝自动跟踪系统。
4.3焊接夹具
保持焊缝形状和位置精度，防止焊接变形的机构主要有两种：白车身和焊接工位定位系统，固定白车身在工位中的相对位置，使机器人和焊接系统在白车身上一致可达，通常利用白车身本身下车体上的定位孔设计定位机构，保持焊缝位置的一致性和稳定性；待焊产品和白车身定位系统，如顶盖和白车身定位系统中，为保证白车身侧围和顶盖之间的缝隙均匀一致，通常采用轮式柔性定位机构，滚轮的压力、角度可调，使零件之间的缝隙均匀、稳定、一致，避免焊接缺陷产生。
4.4零件质量
待焊零件要保持良好的精度和一致性，在模具设计制造时应考虑后续焊接时的调整需求，并能根据焊接调试的实际状态进行灵活调整，保持理想的焊缝间隙(试制阶段一般要求小于0．2 mm)和角度。
5激光焊接在白车身试制中的应用
激光焊接在白车身试制中的应用主要有激光熔焊和激光钎焊两种方式。
5.1激光熔焊
不需要填充物质，激光直接作用在工件上使母材快速熔化，再重新凝固结晶形成焊缝，通常有拼焊和穿透焊两种方式，主要应用于白车身门内板的焊接。
5.2激光钎焊
填充焊，激光作用使钎料熔化为液态，母材保持为固态，液态钎料在母材的间隙中或表面上润湿、毛细流动、填充、铺展、与母材相互作用、冷却凝固形成牢固的接头，从而将母材联接在一起，通常有梯角焊和卷边焊两种方式，主要应用于白车身顶盖的焊接。
结束语
在激光工艺技术中，其激光焊接技术是其核心内容，并且也是目前重点发展的一种焊接技术。根据研究分析，国外已经将激光焊接技术应用在工业生产中。但是我国的激光焊接技术刚刚起步，在应用到工业发展中的时候，还需要根据我国工业发展的特点制定出相关的应用策略。随着工业的不断发展，在未来的发展中，高效的加工技术将会是发展重点，而激光焊接技术比较符合这一发展趋势，其未来的发展前景比较广阔，还需要对其进行不断的研究，加大在工业中的应用范围与效率。
参考文献：
[1]陈培锋，张明军．激光深熔焊接光致等离子体行为及控制技术[J]．激光杂志，2015，(5)．
[2]汪苏，沈忠睿．浅析激光焊接技术的工艺与方法[J]．黑龙江科技信息，2015，(6)．
论文作者:李应翰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/26
标签：激光论文; 焊接技术论文; 车身论文; 点焊论文; 激光器论文; 领域论文; 汽车论文; 《基层建设》2018年第18期论文;