探讨激光拼焊技术在汽车工业中的应用

李峥杰,余兵兵（鹤壁汽车工程职业学院,河南 鹤壁 458030）



探讨激光拼焊技术在汽车工业中的应用

李峥杰,余兵兵
（鹤壁汽车工程职业学院,河南 鹤壁 458030）

摘 要：激光拼焊接技术近年来取得了高速的发展，获得了国际上汽车工业的普遍认可。激光拼焊接技术可以将不同形状、不同材质、不同涂层的钢板自动焊接成一块整体的板材，满足不同零部件对板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同时，可以有效减少焊接的成本、减少汽车的生产工序，可见激光拼焊接技术在汽车工业上的应用具有广阔的发展前景，本文对激光拼焊接技术在我国汽车工业的应用进行了探讨。

关键词：激光拼焊接技术；汽车工业；应用；探讨

随着经济的发展和人们生活质量的提高，汽车逐渐成为了人们生活中不可或缺的必需品，汽车的普及给人们的生产生活带来了极大的便利，但同时也带了大量的问题，包括能源的消耗、环境的污染以及一系列的安全隐患等。汽车的安全性和稳定性关系到每一个人，在确保汽车安全性和稳定性的前提下，减少汽车的自身重量来达到减少能源消耗、缓解能源危机的目的将是未来汽车工业发展的方向和趋势，激光拼焊接技术可以很好的帮助人们实现这一目标。

1 激光拼焊接技术的含义

激光拼焊接技术是汽车工业的所有焊机技术中最具发展潜力的焊接技术，同时也是较为新颖的焊接技术，最初是来自人们对激光拼焊接板产品的开发，发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应用最为广泛，采用激光拼焊的方式不仅可以有效减少汽车的零部件数量、构件重量，还能显著提高汽车的结构质量以及汽车整体的稳定性，使材料得到充分利用，实现汽车产业的高效、高质的发展，保持汽车产业的生命力以及活力。

2 激光拼焊接技术的产品

使汽车构件可以朝着更加轻量化的方向发展，从而缓解能源危机、实现节能减排的目标是激光拼焊接技术在汽车工业领域得到广泛使用的主要原因，激光拼焊接产品主要包括激光拼焊板和激光拼焊板。

2.1 激光拼焊板

激光拼焊板的生产工序包括待焊拼焊板的准备和激光焊接，具体是指将两块或两块以上的、相同厚度或者不同厚度的材料连接在一起而形成的一种新的产品。激光拼焊板的优势在于它可以很好的实现设计的要求，将各种不一样的材质物尽其用，实现最优的组合配置，极大的减少了汽车工业的生产工序、构件重量，使汽车结构的性能显著提升。

2.2 激光拼焊管

激光拼焊管的生产工序包括拼焊板的准备、激光拼焊板的生产、卷管、激光焊接等，具体是指是由相同或者不同厚度的材料构成的一个整体的焊管。激光焊接管是在激光焊接板的基础上通过对激光焊接板进行二次的深加工而产生的，特点是在新的焊管成型前就已经具有了不同的厚度，且焊管的厚度可以根据设计的需要在焊管的不同部位设置不同的厚度，这有利于下一道焊接工序的减少，提高汽车工业的生产效率，激光拼焊管独特的优势使其越来越受到人们的重视和关注，主要应用于汽车的仪表板架、支架结构、横梁结构等部位的生产当中。相比于传统的焊管，激光拼焊管的契合度更高、生产成本更低以及可以充分的实现个性化定制、满足不同客户的需求，有利于企业赢得更多的市场份额，实现自身稳定、持续的发展。

3 激光拼焊接技术的工作原理

3.1 激光拼焊接方式

激光拼焊接技术不仅用于直线焊缝的生产，同时也能对“人”字形、“丁”字形等折线焊缝进行生产，激光焊接技术可以忽略材质、厚度、形状不同等因素的影响，完美的实现构建之间的焊接，激光焊接方式包括基本的“两张焊接”、“两张两列焊接”、“两张三列焊接”，甚至“三张两列焊接”、“三张三列焊接”等。

3.2 激光拼焊接系统

激光拼焊接单元、焊缝跟踪单元、质量检测单元、吸烟除尘单元等构成了激光拼焊接系统，其中激光拼焊接单元是整个激光拼焊接加工过程中的核心部分，负责利用激光焊接头来完成焊缝的焊接、焊缝位置的及时调整、焊缝的焊后质量检测等，激光焊接头是激光头组件的一部分，完整的激光焊接头还包括焊缝的跟踪摄像头、焊缝的质量检测摄像头，是激光焊接过程中核心零部件。其他各相关功能单位的支撑件和载体是工作台框架，工作台框架的三个基准面分别用于激光焊接单元的安装、定位夹紧系统、排烟单元、背部检测以及背部排渣等，科学完整激光拼焊接系统是激光拼焊接技术在汽车工业上充分发挥作用的保证。

3.3 激光拼焊接质量

激光拼焊接的质量直接决定着最后汽车质量和汽车生产线的质量，同时也是检测激光拼焊接技术有效性的重要指标。在实际的生产过程中，由于焊接参数要根据不同的情况做出不同程度的调整，因此激光拼焊接的质量受到多种因素的影响包括光束的离焦量、偏离量以及焊接线的能量，当焊接线的能量过大时，会导致过热区的晶粒尺寸粗大，致使接头的韧性降低；当焊接线的能量过小时，接头的硬度和强度虽然得到提高，但同时接头的韧性也会降低。选择合适的焊接工艺参数，保持合适的焊接线能量进行焊接，可以有效保证焊接接头具有良好的性能。

3.4 追踪与检测系统

追踪与检测系统是一个集成的系统，焊接跟踪的组件包括激光视觉传感器、跟踪控制器、执行机构，其中激光视觉传感器位于激光焊接头的两端，主要用于对焊接过程进行实时的感应和监控，并将追踪到的结果用图像的形式表现出来，再结合质量检测组件，对追踪结果进行进一步的分析和检测，从而及时的发现并焊接过程中的缺陷和异常。

4 结束语

激光拼焊接技术在汽车工业上的应用前景将是十分广阔的。因为激光拼焊接技术在减少汽车构件重量的同时，还很好的提高了汽车的安全性和稳定性，且实现了生产材料的充分利用和材料之间的完美结合，使得激光拼焊接技术一方面符合节能减排的时代要求，一方面降低了汽车工业的生产成本，保证了汽车工业的高效、高质的发展。

参考文献：

[1]李义田.激光焊接技术在汽车工业中的应用[J].科技信息,2011(16):580.

[2]陈晓,李倩.激光拼焊技术在汽车生产中的应用[J].模具技术,2015(04):55-59.

作者简介：李峥杰（1984-），男，河南鹤壁人，硕士，初级，研究方向：车辆工程。

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