摘要：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，激光拼焊接技術不僅符合節能減排的時代要求，而且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，因此，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。本文從激光拼焊接技術的含義入手，對激光拼焊技術在汽車車身焊接中的應用進行了分析，希望能為相關的工作人員提供一定的參考。

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 激光拼焊接技術的工作原理

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

3 激光拼焊技術在汽車車身焊接中的應用

3.1 設計拼焊板

根據車身不同部位的性能要求,設計車身部件或拼板,以使車身各個主要截面區保持均衡的強度,合理地使用薄板材料的物理一化學性能,使焊縫位置適當,并使它在沖壓時受到的拉力最小,力求最經濟裁料,以提高金屬材料的總使用率,減少材料浪費。此外,對拼板對接精度要特別關注,同時不要使焊縫位于沖壓時受到拉力最大的地方。

3.2 選擇拼板材料

一般來說,對于焊接之后還進行深拉的 0.65-2.5mm 厚的板材,要選擇“較軟”的冷軋低碳鋼。但實際上選擇塑性及焊接性能較好的高強度薄鋼板(屈服點為 210-800MaP)不少見。對于使用環境較為潮濕的結構件,應選擇雙面鍍鋅高強度鋼板。

3.3 裁剪板件

把金屬板材或者金屬帶材裁剪成預定尺寸及形狀的板件。這項工作主要是在沖壓機上或沖剪機上完成的(也有采用激光、液壓砂輪切割的),從而保證了必要裁剪精度及良好的切邊質量,而這些對于下一步激光拼焊尤為重要(實現無縫隙對接)。

3.4 激光拼焊

在激光拼焊時,既要保證良好的經濟性,還要保證整個焊縫均衡,焊縫寬度等于原始材料的厚度,并具有較好塑性,即沖壓形變能力和焊縫強度不低于被焊接材料中“較軟”材料的強度。

3.5 沖壓拼焊板制成汽車車身成品件

根據拼焊板的不同厚度、各金屬部件的機械性能、焊縫性能以及沖壓時的焊區變化,對拉深模結構加以優化。應當指出,拼焊板在沖壓拉深時,在較薄的金屬板材上或沿焊縫周圍,會出現裂紋或發生斷裂,但在寬度更窄的激光焊縫上,也有可能會出現橫向裂紋。因此,建議在設計模具時,應盡量使焊區與陰模邊沿垂直或者保持較大角度。

4 結束語

總的來說，汽車的發展趨勢就是汽車工業的節能、減重、減排及提高汽車被動安全性，其中激光拼焊板得到了大量應用。在車身結構件上使用激光拼焊板，能夠有效的減輕車身質量，提高汽車的安全性能。在沖壓過程中,材料能得到合理利用，降低了廢品率，降低了制造成本。因此激光拼焊板的大量運用是汽車工業發展的必然趨勢。