激光焊接技术在汽车制造中的应用现状及发展

黄强军

摘要：近年来汽车制造领域中已经开始注重焊接技术的研发应用，激光焊接技术成为其中普遍运用的工艺，在多年来的发展中取得了良好的成绩，促使汽车制造行业的良好发展，同时也使得激光焊接技术向着工业化的方向进步。为探索汽车制造领域中的激光焊接技术应用举措，下文研究技术的应用现状，提出几点未来发展的建议，旨在为汽车制造行业的良好发展提供帮助。

Abstract： In recent years， the automotive manufacturing field has begun to pay attention to the research and development and application of welding technology. Laser welding technology has become a commonly used process. It has achieved good results in the development over the years， which has promoted the good development of the automotive manufacturing industry， and also made Laser welding technology is progressing in the direction of industrialization. In order to explore the application of laser welding technology in the field of automobile manufacturing， the following studies the application status of the technology and put forward some suggestions for future development， aiming to provide help for the sound development of the automobile manufacturing industry.

關键词：激光焊接技术;汽车制造中;应用现状;发展

Key words： laser welding technology;automobile manufacturing;application status;development

中图分类号：TG456.7;U466                           文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）01-0176-02

0  引言

汽车制造中积极采用先进的激光焊接技术，应重点研究技术的应用原理、类型与优势价值，探索提升汽车制造焊接技术水平的举措，不断优化相关的激光焊接技术的应用模式，达到预期的汽车制造领域发展促进作用。

1  激光焊接技术原理与类型分析

1.1 技术应用原理

对于激光焊接技术而言，将其应用在汽车制造行业中可加快操作的速度，预防出现变形问题，具有非接触性的特点，可实现连续性的在线加工目的。从技术原理层面来讲，就是通过激光形成光束，具有波长单一的特点，使用化学能、电能等对液态介质、固态介质与气态介质等进行处理，在光学振荡器的作用下形成传播距离很长、波长差异性很小的光束，提高集中率的情况下形成功率较高的激光束，在金属材料表面形成一定的作用，使其可以最快速度达到沸点，实现金属汽化的最终目的。在金属材料表面产生蒸汽之后，会快速离开金属熔池表面，形成一定的应力作用，此时已经熔化的金属就会形成下凹的部分，继续进行加热处理之后形成细小的孔。在激光束开始移动之后，小孔前方已经熔化的金属部分，就会围绕着小孔向着后部分流动，冷却凝固之后形成焊缝。其中的激光功率密度，和焊缝的深度存在直接的联系，在高激光功率密度的状态下，熔深就会增加，焊缝的深度也会增宽，反之低激光功率密度的情况下，熔深较小，焊缝的宽度也会降低。

1.2 技术的类型

激光焊接技术在汽车制造领域中的应用，激光焊接设备的类型是二氧化碳激光焊接设备、YAG激光焊接设备，所对应的技术也可以分成激光焊接技术、激光拼接技术、激光复合焊接技术。从各种技术的应用特征层面而言，首先，在应用期间可以起到节省加工材料的作用，能够加快操作的速度，提高加工的强度。其次，操作期间不会和零部件之间相互接触，噪声问题的发生率很低，具有很强的环保性能。与此同时，在操作期间所产生的热量不会有大范围的影响，零部件的热变形问题发生率也很低。最后，在应用此类技术期间，焊接工作的质量很高，外观也具有美观性，同时机械设备应用的功能较多，可提升操作工作的灵活性，确保操作的效率。除此之外，技术应用期间可保证焊接的精确度，在计算机技术、数控系统的支持下，通过三维立体化的系统加工处理，可保证整体焊接工作的精准度。

2  激光焊接技术在汽车制造中的应用现状

近几年我国的汽车制造行业已经开始向着规模化的方向进展，在汽车制造领域中焊接工艺属于重要部分，也是对各个流程进行衔接的重点核心环节，此阶段合理应用激光焊接技术，不仅能够提升焊接操作的效率，还能针对制造的整体流程优化处理。当前我国在汽车制造行业中主要采用激光拼接技术、激光焊接技术，有效弥补了之前所采用焊接方式的缺陷。对于传统的焊接技术来讲，在应用期间主要开展冲压成型的处理工作，然后开展焊接操作，焊接的质量不良，零部件之间的融合效果很低，甚至会出现焊接精确性与质量问题。而采用激光焊接技术，具体的焊接顺序与流程与传统的焊接手段相反，先执行焊接工作，然后开展冲压成型处理，所采用的零部件数量很少，起到节省成本的良好作用。同时，目前技术应用期间，还可以实现各种材质、部位的钢板焊接目的，增强准确性、精确度，尤其将其应用在车身焊接的领域中，可增强整体的汽车制造焊接效果。

汽车制造行业中最早应用激光焊接技术主要是进行变速器齿轮部分的焊接处理，可增加净度、增强质量，在保证焊接质量的同时不会对变速器齿轮部件的速度与重量产生影响，能够起到减轻齿轮结构负担的良好作用。上个世纪八十年代阶段激光焊接技术开始兴起，部分汽车制造公司已经开始采用激光焊接技术，凭借着技术应用效率很高、质量良好、成本较低的各种优势，使得汽车制造水平全面提升。近几年在汽车制造行业中对焊接技术提出了严苛的要求，为了预防出现镁化合物、铝化合物的问题，增加焊接结构的应用寿命，完善其应用功能，增强外观的美感，已经开始将激光焊接技术、电弧焊接技术等有机整合，不仅可以实现技术应用的改进目的，还能够提升技术应用的稳定性，加快工作速度，保证操作的质量。当前在人们生活水平不断提升的背景下，对汽车产品也提出了较高的要求，并且在汽车质量方面、外观方面也有着不同的需求，为满足社会对汽车制造方面的需求，提升质量的同时降低成本，促使汽车制造领域的持续性发展，我国很多汽车制造企业都开始关注激光焊接技术的应用，探索技术的应用模式和手段，为汽车制造行业的稳定进步提供保障[1]。

3  激光焊接技术在汽车制造中的发展

3.1 激光自熔焊接技术的发展

对于激光自熔焊接技术，在应用期间可通过自熔的形式冷却凝固，使得焊接部分形成一体，此类焊接技术应用期间，无需添加辅助的材料，可将工件本身的材料相互熔接，具有良好的焊接操作价值。在未来的激光自熔焊接技术发展的过程中，可实现车身的高质量、准确性焊接目的。首先，在车身部分的焊接中通过组焊的形式，将顶盖区域部分、侧围区域部分、车门区域部分相互焊接，在激光自熔焊操作方式的帮助下，不断提升焊接工作的准确度。其次，在车身焊接期间还可应用激光拼焊的措施，对强度、厚度、涂层不同的拼焊板合理的焊接处理，在激光高效化的作用下起到良好焊接成型的作用。在未来发展中采用激光焊接的技术进行车身结构的自熔环节，能够降低车身的重量，改善碰撞性能与服役性能，减少加工的成本，降低零件的应用数量、模具应用数量、加工工作数量等，減轻汽车的自重，提高经济水平的同时增强汽车制造企业在市场中的竞争力。技术发展的过程中，应着重强调激光焊接中固体光纤激光发生器的合理应用，凭借着技术的优势，促使激光自熔焊接操作手段和各种技术的良好使用，当前我国在激光焊接机械设备方面的应用水平较低，很多设备都比较依赖进口，成本很高，因此在未来的发展阶段应该着重强调激光焊接机械设备的开发，保证设备应用的安全性与稳定性，提升技术的应用效率，虽然初期阶段开发机械设备会花费大量资金、支出很多成本，但是在后续的应用中能够起到长时间降低焊接技术成本的作用，改善我国汽车制造领域中焊接自熔技术的应用现状，不再依赖进口的设备，而是在国家研发设备的支持下提升焊接水平[2]。

3.2 激光、电弧复合焊技术的发展

激光、电弧复合焊技术主要就是以激光热源与电弧热源等相互复合，将其共同作用在熔池上面，属于先进的焊接手段。二者之间相互复合的过程中，可使得电弧焊具有更高的适应性，增加熔点的深度，加快操作的速度，预防出现变形问题。但是在使用复合焊接技术期间，电弧的电压和弧长等存在一定的问题，在电压提高以后，功率就会增加，热输出加大，并且弧长也会开始增加，分布半径提升，在熔深减小的情况下熔宽加大，如果不能合理控制电弧电压，容易导致焊接质量受到不利的影响。因此在未来发展的阶段，为提升激光、电弧复合焊技术，应严格控制电弧的电压，在解决问题期间可以适当采用激光、MIG复合焊技术措施，创建完善的焊接工作系统和体系，保证在焊接的每个环节中都能提升操作质量、加工水平。

3.3 激光远程焊接技术的发展

对于此类技术来讲，主要就是通过高速扫描镜头部件开展长距离的加工工作，具有定位准确性特点，可缩短操作的时间周期，保证工作的效率，加长设备和被焊接件之间的距离，不会受到其他夹具的影响，很少会有光学镜片污染的问题，可按照生产加工的需求编制关于焊缝的形状优化规划、结构强度的优化规划。和电阻电焊技术相比，对于远程激光焊接技术的应用，可以将单侧焊接优势、非接触类型的焊接优势等彰显出来，将其和扫描振镜之间相互整合，可减少具体的操作时间，尤其是汽车覆盖件方面、零部件方面，都可以实现远程化的焊接处理目的。未来发展期间采用此类技术，应着重掌握技术的应用规范、操作标准，不断优化其中的技术模式和内容，在汽车座椅制造的过程中高效化进行滑轨部分、靠背部分的焊接[3]。

3.4 激光钎焊技术的发展

上个世纪八十年代我国在汽车制造中已经开始应用激光焊接技术，钎焊技术也开始广泛应用，渔鸥被称作是激光填丝钎焊技术，主要是电弧钎焊为基础二发展的局部性硬度较高的钎焊技术，将激光光束当做是热源，在聚焦以后将光束照射在焊丝上面，光束能量加热处理、熔化以后形成业态金属，起到工件相互之间的填充作用，具有一定的焊接技术优势。未来发展中为提升激光钎焊技术的应用水平，汽车制造领域应形成准确的观念，遵循技术的创新性应用原则、规范性应用原则，合理应用技术的同时增强汽车制造焊接工作有效性，将激光钎焊技术的优势和重要作用等充分彰显在汽车制造行业，综合性开展焊接处理工作，保证焊接质量符合有关的汽车制造工作标准[4]。

4  结语

综上所述，汽车制造行业中激光焊接技术的应用具有非常重要的作用，技术的应用价值较高，和传统技术相比之下能够缩短具体的焊接操作时间，从根源上提高整体的焊接水平、工作价值等，适合应用在汽车制造行业中。所以在汽车制造过程中相关的焊接部门应该着重采用激光焊接技术，完善有关的焊接技术应用标准和体系，确保激光焊接技术的全面应用。

参考文献：

[1]郭建军.激光焊接技术在汽车制造中的运用与发展分析[J].汽车博览，2020，22（4）：66-78.

[2]孔茗，傅戈雁.塑料激光焊接技术在汽车制造中的应用[J].塑料科技，2018，46（12）：68-71.

[3]马达.激光焊接技术在汽车车身制造中的应用[J].区域治理，2018，34（49）：279-299.

[4]孙晓风，杨国仲.激光焊接技术在汽车制造中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018，16（25）：67-99.