混合激光焊接技術在汽車制造中的應用

【摘 要】在不斷發展的汽車制造業，只有不斷降低成本，提高效率和質量，才可以立于不敗之地，保障企業持續穩定的發展。本文根據對混合激光焊接技術的了解和敘述，探討了其對汽車制造業的的應用效果。

【關鍵詞】混合激光焊接；汽車制造；制造成本

隨著焊接工藝在汽車制造中的不斷應用和發展，對于焊接的功能實現和外觀都有著不斷提高的要求，為適應社會需求，人們不斷研究新的焊接技術工藝，以達到高質量、高效率、成本低、美觀大方的目的。混合激光焊接技術的應用，讓我們離目標越來越近。

一、混合激光焊接技術的工作原理

混合激光焊接技術是采用傳統的金屬及氣體電弧焊和激光焊接技術的優點，進行合理化結合，主要利用電弧加熱填充金屬和工件，達到金屬融合的效果。

混合激光焊接技術受氣體等因素的影響較多，為達到降低機器成本的目的，我們要通過對各個有影響的參數進行控制，減小諧振腔的尺寸，降低混合激光焊接技術的供能成本，確定混合激光焊接中焊絲的給進位置。激光推動焊絲進入熔融焊池，降低熔融焊絲所需的二次能量，這個過程中為提高焊接速度，我們采用了拖尾式的混合激光焊接技術進行焊絲給進。混和激光焊接的電弧在焊絲填充到達尾部時產生等離子，并對基底材料進行蒸發，這時會在熔融焊接池的邊緣出現一個小凹陷，這個凹陷能夠起到降低激光光束需要穿透的深度，提高了穿透性能。

二、混合激光焊接技術的特點

混合激光焊接技術在汽車制造中的應用有以下特點：（1）在進行混合激光焊接過程中添加的輔助材料，施加給焊縫晶格組織的影響，使得焊縫的韌性較高；（2）熔深更大，焊縫焊接能力強；（3）減少人工，減少投資；（4）焊縫背面下垂在沒有燒穿時的適用范圍更加廣泛；（5）焊接速度快；（6）焊接熱量產生的少；（7）焊縫的寬度和突出小，強度高；（8）生產效率高；（9）光學設備配置性能高；（10）對焊接產生的縫隙彌補合理，效果高；（11）鈑金件縫隙的連接能力提高；（12）提高車身剛度，提升汽車安全性；（13）車身重量減小，有省油效果；（14）焊接精度高；（15）前期投入太高，包括配套設備和保護氣體的投資。

三、混合激光焊接技術中對保護氣體的選擇

現在在汽車制造中使用最多的是二氧化碳、氬和氦等氣體作為電弧和熔池的保護氣體，在這些保護氣體中，氦氣控制粒子大小最為合理，這是由其平均蒸汽粒子最小決定的。但是在電離率和等離子體電壓方面，氦氣雖然有著很大的優勢，但是分子質量卻比氬氣小。因此，我們發現，在選用氦氣作為保護氣時，只有保證流速足夠能將激光光束路徑上的金屬進行蒸發并排出，雖然效果非常好，但是氦氣的價格卻較高，這無疑是增加了焊接成本，增加了汽車整車成本。為了彌補氦保護氣的價格缺陷，同時實現抑制等離子體，排出蒸汽粒子，達到優化保護氣，降低成本的目的，我們引進了使用40%～50%的氬氣混合氣體，這種混合氣體的比重越高，對于排除蒸汽粒子的流速需要就越低。混合氣體在汽車制造中進行焊接工藝時產生的惰性對焊接起到加速的作用，降低報廢率。將二氧化碳或者氦氣按照一定的比例混合氬氣，用于混合激光焊接過程中的二次保護氣，使焊接的性能得到很大的提高，產生電弧電壓更高，焊珠的外形擴大，增強了電弧穩定性。因為這些氣體的價格高昂，因此在運輸過程中一定要確保安全，同時還要相對更為經濟，這樣我們才能真正達到降低制造成本的目的。

四、混合激光焊接技術在現代汽車制造中的應用

隨著激光焊接技術的不斷發展，各個汽車企業紛紛引進最新的焊接工藝，直接影響著其在汽車制造業中的行業競爭力，混合激光焊接技術的種種優點在汽車制造中發揮充分，可以大大降低制造成本，提高鋁合金材料性能，已經在大眾、寶馬等知名制造公司。例如：寶馬5系列轎車的鋁合金隔板；大眾Phaeton D1的車門；大眾Golf、Audi A4和A6、Passat的車頂等等。在汽車制造中使用混合激光焊接技術的主要汽車公司有：大眾、通用、奔馳、日產、菲亞特、福特、寶馬、豐田，還有國內的奇瑞。

目前，混合激光焊接技術已經被廣泛應用于汽車制造業中，并不斷完善，推動汽車制造業的發展，同時汽車制造業的飛速發展，不斷提出新的需求，從而反過來促進混合激光焊接技術的不斷優化。為了滿足人們對汽車質量、功能和外觀的新需求，要求我國汽車制造企業一定要根據實際情況，引進最新的焊接工藝，提高汽車制造中的工作效率和產品質量，同時降低成本，從而達到企業穩定、持續發展的目標。因此，在汽車制造中廣泛應用混合激光焊接技術等先進工藝，已經成為國內汽車業內人士的關注。在汽車制造業的發展中，混合激光焊接技術的優化，降低成本，運輸的經濟性和安全性仍需要我們不斷探索，推動我國汽車制造業的快速發展。

參考文獻

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