探討激光拼焊技術在汽車工業中的應用

李崢杰　余兵兵

摘 要：激光拼焊接技術近年來取得了高速的發展，獲得了國際上汽車工業的普遍認可。激光拼焊接技術可以將不同形狀、不同材質、不同涂層的鋼板自動焊接成一塊整體的板材，滿足不同零部件對板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同時，可以有效減少焊接的成本、減少汽車的生產工序，可見激光拼焊接技術在汽車工業上的應用具有廣闊的發展前景，本文對激光拼焊接技術在我國汽車工業的應用進行了探討。

關鍵詞：激光拼焊接技術；汽車工業；應用；探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.003

隨著經濟的發展和人們生活質量的提高，汽車逐漸成為了人們生活中不可或缺的必需品，汽車的普及給人們的生產生活帶來了極大的便利，但同時也帶了大量的問題，包括能源的消耗、環境的污染以及一系列的安全隱患等。汽車的安全性和穩定性關系到每一個人，在確保汽車安全性和穩定性的前提下，減少汽車的自身重量來達到減少能源消耗、緩解能源危機的目的將是未來汽車工業發展的方向和趨勢，激光拼焊接技術可以很好的幫助人們實現這一目標。

1 激光拼焊接技術的含義

激光拼焊接技術是汽車工業的所有焊機技術中最具發展潛力的焊接技術，同時也是較為新穎的焊接技術，最初是來自人們對激光拼焊接板產品的開發，發展至今主要包括激光拼焊板和激光拼焊管，其中又以激光拼焊板的應用最為廣泛，采用激光拼焊的方式不僅可以有效減少汽車的零部件數量、構件重量，還能顯著提高汽車的結構質量以及汽車整體的穩定性，使材料得到充分利用，實現汽車產業的高效、高質的發展，保持汽車產業的生命力以及活力。

2 激光拼焊接技術的產品

使汽車構件可以朝著更加輕量化的方向發展，從而緩解能源危機、實現節能減排的目標是激光拼焊接技術在汽車工業領域得到廣泛使用的主要原因，激光拼焊接產品主要包括激光拼焊板和激光拼焊板。

2.1 激光拼焊板

激光拼焊板的生產工序包括待焊拼焊板的準備和激光焊接，具體是指將兩塊或兩塊以上的、相同厚度或者不同厚度的材料連接在一起而形成的一種新的產品。激光拼焊板的優勢在于它可以很好的實現設計的要求，將各種不一樣的材質物盡其用，實現最優的組合配置，極大的減少了汽車工業的生產工序、構件重量，使汽車結構的性能顯著提升。

2.2 激光拼焊管

激光拼焊管的生產工序包括拼焊板的準備、激光拼焊板的生產、卷管、激光焊接等，具體是指是由相同或者不同厚度的材料構成的一個整體的焊管。激光焊接管是在激光焊接板的基礎上通過對激光焊接板進行二次的深加工而產生的，特點是在新的焊管成型前就已經具有了不同的厚度，且焊管的厚度可以根據設計的需要在焊管的不同部位設置不同的厚度，這有利于下一道焊接工序的減少，提高汽車工業的生產效率，激光拼焊管獨特的優勢使其越來越受到人們的重視和關注，主要應用于汽車的儀表板架、支架結構、橫梁結構等部位的生產當中。相比于傳統的焊管，激光拼焊管的契合度更高、生產成本更低以及可以充分的實現個性化定制、滿足不同客戶的需求，有利于企業贏得更多的市場份額，實現自身穩定、持續的發展。

3 激光拼焊接技術的工作原理

3.1 激光拼焊接方式

激光拼焊接技術不僅用于直線焊縫的生產，同時也能對“人”字形、“丁”字形等折線焊縫進行生產，激光焊接技術可以忽略材質、厚度、形狀不同等因素的影響，完美的實現構建之間的焊接，激光焊接方式包括基本的“兩張焊接”、“兩張兩列焊接”、“兩張三列焊接”，甚至“三張兩列焊接”、“三張三列焊接”等。

3.2 激光拼焊接系統

激光拼焊接單元、焊縫跟蹤單元、質量檢測單元、吸煙除塵單元等構成了激光拼焊接系統，其中激光拼焊接單元是整個激光拼焊接加工過程中的核心部分，負責利用激光焊接頭來完成焊縫的焊接、焊縫位置的及時調整、焊縫的焊后質量檢測等，激光焊接頭是激光頭組件的一部分，完整的激光焊接頭還包括焊縫的跟蹤攝像頭、焊縫的質量檢測攝像頭，是激光焊接過程中核心零部件。其他各相關功能單位的支撐件和載體是工作臺框架，工作臺框架的三個基準面分別用于激光焊接單元的安裝、定位夾緊系統、排煙單元、背部檢測以及背部排渣等，科學完整激光拼焊接系統是激光拼焊接技術在汽車工業上充分發揮作用的保證。

3.3 激光拼焊接質量

激光拼焊接的質量直接決定著最后汽車質量和汽車生產線的質量，同時也是檢測激光拼焊接技術有效性的重要指標。在實際的生產過程中，由于焊接參數要根據不同的情況做出不同程度的調整，因此激光拼焊接的質量受到多種因素的影響包括光束的離焦量、偏離量以及焊接線的能量，當焊接線的能量過大時，會導致過熱區的晶粒尺寸粗大，致使接頭的韌性降低；當焊接線的能量過小時，接頭的硬度和強度雖然得到提高，但同時接頭的韌性也會降低。選擇合適的焊接工藝參數，保持合適的焊接線能量進行焊接，可以有效保證焊接接頭具有良好的性能。

3.4 追蹤與檢測系統

追蹤與檢測系統是一個集成的系統，焊接跟蹤的組件包括激光視覺傳感器、跟蹤控制器、執行機構，其中激光視覺傳感器位于激光焊接頭的兩端，主要用于對焊接過程進行實時的感應和監控，并將追蹤到的結果用圖像的形式表現出來，再結合質量檢測組件，對追蹤結果進行進一步的分析和檢測，從而及時的發現并焊接過程中的缺陷和異常。

4 結束語

激光拼焊接技術在汽車工業上的應用前景將是十分廣闊的。因為激光拼焊接技術在減少汽車構件重量的同時，還很好的提高了汽車的安全性和穩定性，且實現了生產材料的充分利用和材料之間的完美結合，使得激光拼焊接技術一方面符合節能減排的時代要求，一方面降低了汽車工業的生產成本，保證了汽車工業的高效、高質的發展。

參考文獻：

[1]李義田.激光焊接技術在汽車工業中的應用[J].科技信息，2011（16）：580.

[2]陳曉，李倩.激光拼焊技術在汽車生產中的應用[J].模具技術，2015（04）：55-59.

作者簡介：李崢杰（1984-），男，河南鶴壁人，碩士，初級，研究方向：車輛工程。