摘要：為(wei) 順應車身製造“輕量化、安全與(yu) 節能”的發展趨勢，激光拚焊板在汽車製造工業(ye) 中得到廣泛應用。激光拚焊板是將不同厚度、材質及表麵狀態的鋼板使用激光焊接設備焊接在一起，衝(chong) 壓製造成零件，以滿足對材料性能及厚度的不同要求。介紹了激光拚焊板技術的應用、優(you) 勢及製造工藝，其應用實現了減輕車身質量、增加車身剛度、減少車身零件裝配數量、提高裝配精度及降低汽車製造成本的目的。

汽車製造領域是當前最大規模使用激光焊接技術的行業(ye) ，從(cong) 汽車零部件生產(chan) 到車身製造，激光焊接已經成為(wei) 汽車製造生產(chan) 中的重要焊接方法之一。激光拚焊板是將不同表麵鍍層、材質及厚度的2 塊或多塊鋼板通過激光焊接方法拚接在一起成為(wei) 毛坯件，然後在汽車製造廠衝(chong) 壓製造成零部件。因其具有自由組合的性質，可將不同的鋼板進行拚接，作為(wei) 激光焊接在汽車車身製造中的主要應用，實現了減輕車身質量、增加車身剛度、減少車身零件裝配數量、提高裝配精度及降低汽車製造成本的目的。

從(cong) 20 世紀80 年代中期開始，激光拚焊板作為(wei) 新技術在歐洲、美國及日本得到了廣泛關(guan) 注。激光拚焊板工藝主要為(wei) 汽車行業(ye) 進行配套服務，尤其在車身生產(chan) 、製造和設計方麵，激光拚焊板的使用有著巨大的優(you) 勢。目前，由激光拚焊板生產(chan) 的汽車車身零部件主要有前後車門內(nei) 板、前後縱梁、側(ce) 圍、底板、車身兩(liang) 側(ce) 的A，B，C柱、輪罩及背門內(nei) 板等[2]，其中，門內(nei) 板應用此工藝最多，其次是前縱梁。
 

根據零件結構、功能及材料利用率等的不同，激光拚焊板的焊接形式，如圖1 所示。

 

激光拚焊板在汽車產(chan) 品上應用後，有效提高了整車的各項性能，並且在降低製造成本方麵具有顯著的優(you) 勢。采用激光拚焊板與(yu) 傳(chuan) 統零部件產(chan) 品製造工藝對比，其優(you) 勢，如表1 所示。

 

為(wei) 驗證產(chan) 品結構性能，對由3 塊不同強度的鋼板衝(chong) 壓成U 型梁的激光拚焊板進行碰撞試驗，如圖2 所示。要求發生碰撞時兩(liang) 端潰縮吸能，中間保持原有形狀。從(cong) 圖2 可以看出，碰撞後按照設計要求兩(liang) 端潰縮吸收撞擊能量，中間基本無變形。
 

生產(chan) 設備主要由三部分組成。1）傳(chuan) 輸裝置：包括上料車、拆垛機器人、中轉機器人、下料機器人、磁性傳(chuan) 送帶、打淺坑裝置及堆垛機器人；2）激光焊接設備：包括定位工作台及激光焊機；3）檢測設備：包括在線無損檢測設備及檢測機器人。圖3 示出激光拚焊線模型圖。
 

主要工藝流程包括5個(ge) 方麵。

1）料片生產(chan) 。把金屬板材或者金屬帶材裁剪成預定尺寸及形狀的料片，一般使用開卷落料線和擺剪設備進行鋼板的裁剪，保證必要的裁剪精度及良好的切邊質量。
 

2）上料工序。通過上料車、拆垛機器人及中轉機器人將料片放置到夾緊定位裝置。
 

3）加緊定位。經過預定位工作台和精定位工作台的2 次定位，將料片準確定位，準備焊接。
 

4）激光拚焊。在激光拚焊時，既要保證良好的經濟性，又要保證整個(ge) 焊縫均衡，焊縫寬度等於(yu) 原始材料的厚度並具有較好塑性，即衝(chong) 壓形變能力，焊縫強度不低於(yu) 被焊接材料中屈服強度低的材料的強度。
 

5）下料、焊縫檢測。通過機器人將焊完的板料抓起並豎立，待檢測機器人檢測完畢後，將板料放到磁性傳(chuan) 送帶。目前某些焊接設備具有在線不間斷質量監控係統，能夠在焊接過程中對焊縫位置、間隙、外形及焊接缺陷進行質量檢測。對激光拚焊焊縫缺陷，可以用電磁聲學法（使用橫向偏振平麵波）以及微焦點X 光透視等傳(chuan) 統方法檢測，也可以用光學攝像來進行外形與(yu) 局部缺陷檢測。
 

6）打淺坑、堆垛及抽檢工序。激光拚焊完成後，由於(yu) 板料有厚度差，為(wei) 補償(chang) 板料堆放時的厚度不同，在板料打上淺坑，堆垛時保證堆齊。板料打完淺坑由堆垛機器人完成板料的疊放。在需要進行人工檢測時，堆垛機器人可以將板料放到檢測牆上，人工將其從(cong) 線內(nei) 移到線外，在全線不停機的情況下，進行人工抽查。在對拚焊板焊區質量進行生產(chan) 抽檢時，應主要檢測焊縫的強度及塑性，包括對焊縫及焊區物理力學性能的試驗。
 

激光拚焊板焊接完成後易產(chan) 生的質量缺陷，如圖4所示。質量控製標準為(wei) ：上下凹陷深度不得超過薄板厚度的10%；上下凸起不能超過薄板厚度的20%；上下錯邊深度不得超過薄板厚度的10%。
 

激光拚焊板質量試驗檢驗方法采用金屬杯突試驗檢測，圖5 示出金屬杯突試驗後的檢測結果。 

隨著汽車工業(ye) 將減重、節能、減排及提高汽車被動安全性作為(wei) 汽車的發展趨勢，激光拚焊板得到了大量應用。在白車身結構件上使用激光拚焊板，可以減輕車身質量，顯著提高安全性能。在衝(chong) 壓過程中, 材料能得到合理利用，降低了廢品率，同時減少對衝(chong) 壓模具、裝配夾具及焊接設備的使用，降低了製造成本。因此激光拚焊板的大量運用是汽車工業(ye) 發展的必然趨勢。