焊接技術在白車身上的應用

李會賓 付貴 盧小龍 李孝坤 張曉光

摘 要：近年來，汽車制造業發展迅猛，尤其是新能源汽車制造業的崛起，促進了焊接技術的革新。在這些技術中，激光焊接技術的優勢逐步凸顯，激光焊接以其低能耗、高精度、快速度、節能環保等優勢被廣泛認可。而當下，激光焊接技術主要運用于對車身底板、車頂、車架、車門等大型覆蓋件的焊接上，激光焊接現已成為車身裝配的主要技術手段。鑒于其適用的普遍性與經濟性，本文將對通用的幾大激光焊接技術以及它們在汽車制造領域的應用進行分析歸納，以期有所總結。

關鍵詞：白車身;激光焊接;激光飛行焊;激光釬焊;激光填絲熔焊

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接技術，與傳統焊接工藝相比，激光焊接以其單位熱輸入量少、熱變形小、焊縫深寬比大、焊接速度快等優勢被廣泛應用于汽車、航天等工業領域。而隨著自動控制技術和智能機器人技術的加入，激光焊接技術日漸完備，成為了汽車裝配的主要工藝技術。

1激光焊接系統組成

完整的激光焊接系統主要由激光源、激光工作頭、冷卻系統、激光房、機器人、PLC、送絲系統、激光焊接質量檢測單元及激光功率檢測等組成。

2常用的激光焊接技術及其應用

白車身上常用的激光焊接技術主要有激光飛行焊、激光釬焊、激光熔焊四種，接下來本文將對上述四種焊接技術進行簡要的分析說明。

2.1激光熔焊焊接技術

在汽車制造領域，白車車體焊接整體水平的提高得益于激光熔焊焊接技術的普遍適用，這一焊接技術 是以激光為主要能量源使焊絲熔斷，從而實現兩個金屬板之間的連接。這一技術與傳統工藝相比有較大的優勢，列舉其三：第一，激光熔斷焊接形成的焊接點具有較強的連續性，使得車體焊接整體強度大大提升;第二，由于高強鋼相較于普通鋼板它的屈服強度更高，這使得其在車體的側圍、頂部、車門等部位的使用成為焊接趨勢。成為這種趨勢主要有兩個方面的原因，一則由于傳統的焊接方式質量不可靠，二來采用激光熔焊焊接技術則可實現優質焊接，同時也大大提高了車身的匹配精度;第三，主要突出表現在車體焊接的強度及其精度上。當前車體多數采用鍍鋅鋼板，激光熔焊技術具有焊接速度快、變形小等傳統焊接技術無可比擬的優勢，這極大的提高了車體焊接的強度以及精度。

2.2激光拼焊焊接技術

激光拼焊焊接技術對不同功能、不同規格的鋼板焊接具有相當明顯的優勢，因為激光拼焊焊接技術可最大限度的滿足車體零部件對焊接材料的要求，是實現車體輕量化的重要手段。同時由于激光拼焊焊接技術可以將不同材質、不同規格的鋼板通過拼焊使其成為一個整體，并且焊接過程中也減少了對零部件與模具的使用量，這一舉措減少了焊點數目，降低了零部件自身重量，極大的提高了鋼材的利用率。再者，這一技術在車門焊接上的應用最為廣泛，優勢也更加明顯，主要體現在通過激光拼焊技術可以最大限度的減弱點焊焊接帶來的密封性，不僅減輕了車門重量，同時也降低了車門校對時間，使得焊接成本大大降低。

2.3激光釬焊焊接技術

利用激光釬焊焊接技術時，焊縫金屬所需熱量由激光與電弧同時提供，這使得焊接部位的焊絲表層會產生更多的金屬揮發，這個過程能夠降低激光能量的無效損耗，從而降低所需激光的功率，縮短焊接周期，最后達到節約焊接總體成本的目的。而隨著汽車制造技術的發展以及車體設計理念的更新，激光釬焊焊接技術在白車身上的應用必將更加廣泛。

2.4激光飛行焊

激光飛行焊是近年來出現在國內外市場上的一種新型高效焊接技術，在汽車白車身裝焊車間，激光飛行焊常用于連接兩搭接板。與傳統電阻焊相比，激光飛行焊具有工件變形小、減輕車身質量、速度快、強度高、耗材少、設備穩定性好等優點。其工作原理是用激光機器人來掃描焊接，機器人攜帶的激光工作頭通過振鏡高速掃描，在不接觸工件的情況下完成高速焊接。

3電阻點焊與激光飛行焊工藝對比

（1）時間效益比較。功效的對比是激光飛行焊與電阻點焊的最為本質的不同，因此在這個部分將稍微多做一些陳述和比較，具體而言，有以下幾方面的不同：第一，在焊接速度上，雖然激光飛行焊需要焊前工藝（激光打點，以保證焊接時兩板件間隙，便于鋅蒸汽溢出），但是激光飛行焊焊接的速度能達到電阻點焊的10倍，其效能極其突出。第二，在工藝上，為了保證焊接的質量，電阻點焊每250個焊點就要進行一次修磨，但激光飛行焊檢測一次功率的時間可以到每3000點甚至可以到更長，耗時功率頻率激光飛行焊甚至不及電阻點焊的1/10，其效能差別之大可謂天差地別。第三，在耗材與備件更換頻率上，激光飛行焊遠小于電阻點焊。綜上分析，我們可以看出，從時間效益上講，激光飛行焊的效益遠超電阻電焊，因此在選擇上，我們更偏重于激光飛行焊。

（2）經濟效益比較。電阻點焊雖然曾經在焊接歷史上起過重要的作用，但在科技日益發達的今天，與激光飛行焊相比，其高能耗、高污染的弊端已經相當明顯，其對于材料及備件的消耗遠大于激光飛行焊，這使得激光飛行焊更受青睞。雖然激光飛行焊在項目搭建時花費較高，但從長遠來看，激光飛行焊的總體經濟成本是低于電阻點焊的。

（3）焊縫形狀與焊縫質量比較。在形狀上，激光飛行焊相比于電阻點焊，其焊縫形貌可以根據工藝要求靈活設計。這種靈活性極大方便了焊接工藝，并使得焊縫與車身的融合更為流暢。在質量上，激光飛行焊接具有焊縫強度高，熔深大，焊接熱變形小的優點，因而常用于車門、頂蓋等外觀件及前縱梁輪轂總成等需要高強度焊接的零件加工。

（4）自動化智能化角度比較。激光飛行焊焊接時，機器人與焊點的位置關系更為靈活，只要焊點在機器人掃描軌跡的范圍內即可。而在電阻點焊時，機器人軌跡需要隨著焊點位置扭轉。這也體現了激光飛行焊的智能優勢，由上述分析可以看出，激光飛行焊已成為一項成熟的技術，具有良好的應用前景。

4結語

科技日新月異，人們對技術的追求也孜孜不倦，就整個汽車制造業來講，焊接技術作為一門極其重要的工藝，也應當不斷革新，以滿足整個汽車制造行業對于焊接技術的需要。應當秉承追求高經濟效益、高時間效益、高焊縫質量、高穩定性、高智能化的理念，來推動焊接結束在白車上的應用。

參考文獻：

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[2] 國莉. 激光焊接技術在神龍汽車白車身中的應用[J]. 金屬加工：熱加工， 2015（12）：34-36.

作者簡介：

李會賓（1989.02）， 性別： 男，民族： 漢，籍貫（精確到市）： 河南省開封市，當前職務： 質量工程師，當前職稱： 助理工程師，學歷： 本科，研究方向： 白車身質量管控.