激光焊接技术在汽车制造中的应用
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【摘要】伴随我国经济的持续发展，汽车消费必然会坚挺很久，激光焊接技术在汽车升级过程中的无可替代的作用已然昭显，因此，重视激光技术焊接的不足，努力改进，并把激光技术的优点充足发挥，这是未来激光技术发展的必然趋势，也是汽车升级的客观需要。本文主要阐述了有关激光焊接技术在汽车制造中的应用。
【关键词】激光焊接技术，汽车制造，应用
中图分类号：P755.1文献标识码： A
一.前言
随着焊接工艺在汽车制造中的不断应用和发展，对于焊接的功能实现和汽车外观都有着不断提高的要求，为适应社会需求，人们不断研究新的焊接技术工艺，以达到高质量、高效率、成本低、美观大方的目的。激光焊接技术的应用，让我们离目标越来越近。
二.激光焊接技术的工作原理
激光焊接技术是把传统的金属及气体电弧焊和激光焊接技术的优点，进行合理化结合，主要利用电弧加热填充金属和工件，达到金属融合的效果。
激光焊接技术受气体等因素的影响较多，为达到降低机器成本的目的，我们要通过对各个有影响的参数进行控制，减小谐振腔的尺寸，降低激光焊接技术的供能成本，确定激光焊接中焊丝的给进位置。激光推动焊丝进入熔融焊池，降低熔融焊丝所需的二次能量，这个过程中为提高焊接速度，我们采用了拖尾式的激光焊接技术进行焊丝给进。混和激光焊接的电弧在焊丝填充到达尾部时产生等离子，并对基底材料进行蒸发，这时会在熔融焊接池的边缘出现一个小凹陷，这个凹陷能够起到降低激光光束需要穿透的深度，提高了穿透性能。
三.激光焊接技术的优点
激光焊接技术在汽车零部件加工方面几乎可以达到完美的要求，在效率、经济、安全、强度、抗腐蚀等方面有着良好的性能。汽车的零部件价值占汽车总价值很大的比重，采用激光焊接工艺可以使汽车零部件的性能得到显著改善，从而提高汽车的品质。激光焊接工艺由于具备以下优点已成为工业制造领域主流的先进焊接方式：
1.热影响区域的变化范围会较小，由于热传导而产生的变形也相对较低。
2.不受空间大小的影响，可焊接小型或间隔较近的零部件。
3.无需使用电极，因此没有电极污染，而且该焊接工艺不属于接触式焊接，能够有效地降低电极的变形和耗损。
4.不会受磁场的干扰。
5.焊接品质较好，生产效率高，易实现自动化。
6.可以焊接的材料种类众多，并且各种不同材质的材料或不同物性的两种金属都可以接合。
7提高了生产效率和提升了产品质量。例如：有了激光焊接技术，原本必须要使用铸造工艺的汽车零部件就可以改为冲压工艺，因此就相应的减轻了零部件的重量，不仅节约了原料，而且也符合当前汽车行业轻量化的大趋势。在以前，汽车变速器或传动系统齿轮组是整块材料经过很多种金属切削加工方式、多道工序才可以完成，耗费了大量的人力、物力、财力。现在众多欧美等发达国家的零部件商将齿轮组分解为很多个小的部分，分别加以生产加工，再经过激光焊接技术，不仅能保证零件的强度，而且加快了生产速度，简化了工艺，还可以节省大量的钢材。
四.激光焊接技术在现代汽车制造中的应用
1.随着激光焊接技术的不断发展，各个汽车企业纷纷引进最新的焊接工艺，直接影响着其在汽车制造业中的行业竞争力，激光焊接技术的种种优点在汽车制造中发挥充分，可以大大降低制造成本，提高铝合金材料性能，已经在大众、宝马等知名制造公司。例如：宝马5系列轿车的铝合金隔板；大众PhaetonD1的车门；大众Golf、AudiA4和A6、Passat的车顶等等。在汽车制造中使用激光焊接技术的主要汽车公司有：大众、通用、奔驰、日产、菲亚特、福特、宝马、丰田，还有国内的奇瑞。
目前，激光焊接技术已经被广泛应用于汽车制造业中，并不断得到完善，推动着汽车制造业的发展，同时由于汽车制造业的飞速发展，又不断提出新的需求，从而反过来促进激光焊接技术的不断优化。为了满足人们对汽车质量、功能和外观的新需求，要求我国汽车制造企业一定要根据实际情况，引进最新的焊接工艺，提高汽车制造中的工作效率和产品质量，同时降低成本，从而达到企业稳定、持续发展的目标。因此，在汽车制造中广泛应用激光焊接技术等先进工艺，已经得到国内汽车业内人士的高度关注。在汽车制造业的发展中，激光焊接技术的优化，降低成本，运输的经济性和安全性仍需要我们不断探索，推动我国汽车制造业的快速发展。
2.激光焊接技术在汽车零部件上的运用
近年来，西方工业发达国家在生产家用轿车时，将近60%的汽车零部件采用激光焊接技术加以生产。它被广泛的应用到变速齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴、底盘等许多汽车部件的生产制造中，并且已经成为汽车零部件制造的标准工艺。
在焊接齿轮方面，传统的设计和制造理念已被激光焊接工艺从根本上改变了，激光焊接工艺为齿轮箱体类部件的生产加工提供了更具有经济性和更为紧凑的结构。例如：在奔驰公司的家用车系列变速箱齿轮中，就广泛地采用了激光焊接技术。与传统的加工技术相比，激光焊接技术不但减少了工序，节约了昂贵的原材料，而且大幅度提高了生产效率，并且还使得齿轮箱结构更为紧密。在另一方面，齿轮与传动轴经过激光深熔焊已经熔化为一体，相比原来的齿轮和传动轴，无论是从使用精度还是从传递扭矩要求上，都有很大的提升。
（一）美国的阿符科公司研制的功率为15kW的HPL工业用CO2激光焊接机，用它来焊接汽车转动组件的两个齿轮，焊接时间缩短至1s，因此每小时就可以焊接1000多件。
（二）在世界范围内汽车工业领先的德国，因为不断的技术创新和拥有先进的汽车零件加工技术和装备而收到很大的益处。在这中间，起到了重要的作用就是激光加工设备。一家拥有10多年经验的德国思泰科工业技术公司（SITEC），它是专们从事激光加工设备的研发和制造的企业，也是欧洲众多知名厂商的合作伙伴，应用在德国大众汽车公司、西门子VDO公司等众多厂商的LWS系列激光加工中心就是由其生产的。以VARIOMODUL为基础，SITEC公司结合最先进的激光加工设备，组成模块化和灵活性很强的柔性生产线，从而实现了汽车零部件的高效率自动装配和生产。
（三）然而就目前国内情况来看，上海通用的Polo、上海大众Passat车型等几家中外合资企业的国产化车型在制造过程中都采用了激光焊接技术，国内的诸多自主企业对于汽车白车身的激光焊接技术目前尚处在探索的阶段。国内也有一些自主汽车品牌企业在其新车型上对激光焊接技术进行研发应用，其中有华晨、奇瑞和吉利汽车也都在进行相关的尝试，并且作为先进的制造技术被业内人士广泛的接受，然而就目前的情况来看，激光焊技术主要是依靠引进国外成套装备或零件生产线。
五.结束语
随着科学技术的进步，激光技术的应用领域也越来越广泛。激光焊接技术因其具备高精度、深穿透、高能量密度、适应性强等众多优点，受到了航空航天、机械电工、汽车制造等领域的高度重视。在汽车制造业中，无论是车身组装，还是汽车零部件的生产尤其是在汽车零部件的生产中，激光焊获得了一致好评，也得到了广泛的应用。
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