汽車製造過程中，激光技術主要 用於(yu) 車身不等厚板的拚焊、車身焊接和汽車零部件焊接。激光焊接運用於(yu) 汽車，可以降低車身重量並達到省油的目的；提高車身的裝配精度，使車身的剛度提升30%從(cong) 而提高了車身的安全性；降低汽車車身製造過程中的衝(chong) 壓和裝配成本，減少車身零件的數目並提高車身一體(ti) 化程度。

激光自熔焊，即焊接的兩(liang) 部分或多個(ge) 部分自身熔化並最終冷卻凝聚成一體(ti) ，該焊接方式不需要添加輔助的焊劑或填料，完全利用工件自身材料熔接在一起。 

當激光光斑照射到工件表麵上的功率密度達到106W/cm² 以上時，工件在激光的照射下被迅速加熱，其表麵溫度在極短的時間內(nei) 升高到沸點，使金屬熔化和汽化。在液態金屬中形成一個(ge) 充滿金屬蒸氣的細長孔洞。當金屬蒸氣的反衝(chong) 壓力與(yu) 液態金屬的表麵張力和重力平衡後，小孔不再繼續加深，形成一個(ge) 深度穩定的小孔，小孔周圍就是焊接熔池，小孔隨著激光而移動，小孔閉合後便形成焊縫，實現激光深熔焊接。其原理圖如圖1所示：

圖 1 激光自熔焊接原理圖

在車身製造中，采用激光焊技術，可以提高產(chan) 品設計的靈活性，降低製造成本，增加車身的剛度，提高產(chan) 品的競爭(zheng) 力。激光焊接焊接速度較快，所以焊接接頭的熱影響區較其他的焊接方法小，幾乎沒有焊接變形。這樣可極大地提高了車身的結構和匹配尺寸、門蓋與(yu) 側(ce) 圍的平度與(yu) 密封效果、風擋玻璃與(yu) 風窗口的匹配與(yu) 密封，以及實現多層板的優(you) 質連接，達到較高的車身強度。另外，由於(yu) 現代汽車車身多采用鍍鋅鋼板或優(you) 質高強鋼，如果采用傳(chuan) 統的點焊技術，由於(yu) 三層板和鍍鋅的緣故，必須采用較大的焊接電流和焊接壓力，其結果必然導致焊點質量下降和焊點變形嚴(yan) 重，從(cong) 而導致裝配質量下降。惟一可行的是采用中頻點焊連接技術和激光熔焊連接技術。就點焊本身而言，焊點的強度可以很高，但沒有焊點的部分還是斷續分離的，在車身整體(ti) 強度方麵要比焊接成一體(ti) 的激光焊接接頭強度要低。點焊的不連續性和其自身的特點：如焊點容易變形，尤其是在焊接三層板連接、鍍鋅板連接和高強鋼的連接時，焊接變形較大，導致焊點處的平整度降低及產(chan) 生縫隙，而且點焊會(hui) 造成焊接點周圍的母材熱影響區強度下降，車輛遭嚴(yan) 重撞擊時的斷裂部位往往是在該處。

激光自熔焊在汽車車身製造中主要分為(wei) 兩(liang) 大部分：車身組焊和拚焊。其應用如圖2所示。 

圖2 激光自熔焊應用

（1）車身組焊

 組焊主要有頂蓋和側(ce) 圍的連接、側(ce) 圍組焊以及車門焊接，如福特、通用、沃爾沃和歐寶，均使用過激光自熔焊進行頂蓋與(yu) 側(ce) 圍的連接。但隨著技術的發展，激光釺焊越來越廣泛地應用於(yu) 這一部位的焊接，目前隻有沃爾沃仍在堅持使用激光自熔焊；側(ce) 圍方麵福特SUV和轎車分別有一款使用激光自熔焊，大眾(zhong) 的很多車型也在使用。

（2）汽車激光拚焊

拚焊板（Tailor-welded blank, TWB）是由不同強度、不同厚度或不同塗層的鋼材焊接而成，由於(yu) 激光焊接高效、焊縫成型好等優(you) 勢，目前的汽車拚焊板都采用激光焊接而成。與(yu) 普通鋼板相比，拚焊板的優(you) 點主要有以下三個(ge) 方麵： 

① 減輕車身重量：應用焊接的方法優(you) 化板料的厚度來減少重量。 

② 提高車身服役和碰撞性能：主要包括安全、駕駛性能、疲勞和耐蝕性能和車身剛性等。

 ③ 降低成本：主要從(cong) 減少材料、減少加工程序和減少模具數量考慮。 

采用激光拚焊板應用於(yu) 車身製造，可以減少零件、模具及焊接工裝數量，降低車身自重和成本，並提高產(chan) 品的市場競爭(zheng) 力。主要應用在覆蓋件居多，也有些使用在結構件上。圖3中為(wei) 拚焊板在汽車白車身中的主要應用。

圖3 拚焊板在汽車上的主要應用

汽車拚焊板按焊縫類型分類可以分為(wei) 三種，即單條直線焊縫；複數直線焊縫；非直線焊縫。如圖4所示，其中以單條直線焊縫類型應用最多，生產(chan) 工藝也相對簡單。非直線焊縫最複雜，一般根據衝(chong) 壓件成型後的形狀設計焊縫，從(cong) 而提高產(chan) 品的強度和衝(chong) 壓性能。

圖4 汽車拚焊板焊縫類型及應用實例

由於(yu) 汽車拚焊板後續都要進行衝(chong) 壓成型，所以對拚焊板的成型質量和缺陷控製要求特別嚴(yan) 格。主要包括外觀（結疤、裂縫、夾雜、孔洞和劃傷(shang) 等）、焊縫成形（焊縫寬度、焊瘤凸出、焊縫有效深度、背麵斷差和焊縫錯邊等）和力學性能等（對焊縫進行拉伸、杯突、硬度和彎曲等測試）方麵的要求。例如，在拉伸性能測試中，在非焊縫區域斷裂，杯突試驗中開裂的區域不能在焊縫或杯突值大於(yu) 規定值。

（3）汽車零部件激光焊接應用 

在汽車零部件製造領域，汽車座椅滑軌、調角器、變速箱齒輪等到都應用了激光焊接進行生產(chan) 。下麵以齒輪焊接為(wei) 例，分析激光焊接的相關(guan) 優(you) 勢。 

近年來，激光焊接技術在變速器齒輪焊接中的優(you) 勢日益明顯，得到了越來越多的重視，將是未來發展的主要趨勢。由於(yu) 機床加工技術的局限性，形狀、結構複雜的齒輪組件很難甚至無法整體(ti) 加工成單件。為(wei) 了提高工藝性和生產(chan) 效率，通常是加工成兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上的單件再經焊接工藝組合成一個(ge) 組件。在激光焊接齒輪以前，齒輪的焊接一般采用電阻焊、感應焊、電子束焊等工藝方法。與(yu) 上述焊接工藝相比，激光焊接齒輪無需在真空中進行，而且可避免焊接變形，保證了焊接後的齒輪無需再精加工。不僅(jin) 如此，激光焊接可使焊縫深寬比高達10∶1，且焊縫處具有相當或優(you) 於(yu) 母材的綜合機械性能，從(cong) 而保證了齒輪可以傳(chuan) 遞較大的扭矩。因此，齒輪的激光焊接已成為(wei) 當今發展的一個(ge) 大趨勢。目前世界各大汽車製造廠競相采用激光焊接變速器複合齒輪以提高產(chan) 品在國際市場上的競爭(zheng) 力。我國采用激光焊接汽車齒輪的廠商也越來越多，如上海大眾(zhong) 、上海重慶齒輪箱廠等。 

激光焊接變速器齒輪工藝順序為(wei) ：①焊接前清洗：一般安排在焊接的前一道工序完成。實驗中選擇無水乙醇代替工業(ye) 清潔劑用於(yu) 焊前表麵的清潔。②壓裝：清洗後的齒輪首先要進行壓裝，壓裝是通過壓機把要焊接的兩(liang) 個(ge) 零件壓配後緊密結合在一起。入射激光光斑和組對間隙的偏移要求非常準確。因為(wei) 激光束的聚焦光斑很小,所以焊縫需要高精度定位，其位置偏離的最大允許值要依聚焦光斑的半徑來定, 一般不可大於(yu) 0.1mm, 否則會(hui) 產(chan) 生焊接的失效。兩(liang) 對接平麵之間高度差太大，使激光束的能量大量反射出去,影響焊接的深度和均勻性。所以在壓配後，一般要求平麵差小於(yu) 0.1mm。③預熱（可選）：為(wei) 了避免產(chan) 生焊接裂紋，根據零件材料及加工狀態，有時需要在焊接前進行預熱，特別是對含碳量高或經過熱處理滲碳淬火後的零件。④激光焊接：采用IPG 6000光纖激光器對變速器齒輪進行焊接。以等溫正火後的 20MnCrS5的2倒檔雙聯齒輪為(wei) 例，焊接工藝采用預焊一圈+深熔焊一圈，圖5為(wei) 焊後的齒輪照片。焊縫截麵如圖6所示。⑤焊後檢測：一般將焊縫切開進行顯微觀察或者采用超聲波探傷(shang) 檢測。目視檢查要求焊接飛濺較少，工作麵飛濺少，內(nei) 部氣孔和縮孔較少。 

圖5 焊後齒輪

圖6 焊縫截麵圖

激光焊接特別是固體(ti) 光纖激光發生器的激光焊接因其技術優(you) 勢，是未來的激光焊接發展趨勢。我國激光焊接設備設計製造水平和能力目前還比較薄弱，國內(nei) 主要汽車廠的齒輪激光焊接設備主要依賴進口，價(jia) 格昂貴。少量民族企業(ye) 已經起步發展並占據部分市場，這對降低成本促進激光焊接的應用有著良好的推動作用。在激光焊接齒輪方麵，工藝已日趨完善，可以控製焊縫氣孔和裂紋達到工業(ye) 要求，方法穩定可靠，效率高，雖然初期投資較大，但加工成本比機械加工要少50 %。激光焊接有著傳(chuan) 統焊接無法取代的優(you) 勢，必將成為(wei) 變速器齒輪焊接的主流產(chan) 品。

 激光填絲(si) 焊：是指在焊縫中預先填入特定焊接材料後用激光照射熔化或在激光照射的同時填入焊接材料以形成焊接接頭的一種工藝方法。原理圖如圖7所示。 

圖7 激光填絲(si) 焊原理圖

同激光非填絲(si) 焊相比，激光填絲(si) 焊優(you) 點表現為(wei) ：①可以降低對工件坡口加工，裝配的精度要求，提高焊縫成形質量，擴大激光焊的適用範圍；②可以用較小的功率實現厚板焊接；③通過調節填絲(si) 成分，可以控製焊縫區域的組織性能。

激光填絲(si) 焊在車身製造中應用範圍較小，主要有奔馳C級車後立柱焊接，奔馳以及江淮的商務車頂蓋和側(ce) 圍的連接，大眾(zhong) 有一款車型四門方麵有激光填絲(si) 焊。 

激光-電弧複合焊：是指將激光熱源和作為(wei) 第二熱源的電弧複合起來作用在同一熔池上的焊接方法。激光電弧複合焊結合了激光和電弧的優(you) 勢，使其即具備一般電弧焊的高適應性特點，又具備激光焊接的大熔深、高速、低變形的特點。激光電弧複合焊中所添加的電弧主要有TIG電弧、等離子弧和GMA電弧（即熔化極氣體(ti) 保護焊，包括MIG焊和MAG 焊）。激光-GMA電弧複合焊是目前最受業(ye) 界矚目，且研究和應用最廣的一種。激光-電弧複合焊原理圖如圖 8所示。

圖8 激光-電弧複合焊原理圖

激光電弧複合焊工藝分析：由於(yu) 激光複合焊相對於(yu) 激光自熔焊有更好的間隙適應性，激光和電弧的相互作用可以達到更寬的熔寬和更深的熔深，並且擁有較高的焊接效率，而且還可用於(yu) 厚板的多層多道焊接。因此激光複合焊的應用也隨之越來越廣泛。 

在激光複合焊接時，除了我們(men) 行業(ye) 內(nei) 熟識的激光熱源外，還存在另外一種熱源——電弧。焊接電弧是指由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩(liang) 電極間或電極與(yu) 母材間，在氣體(ti) 介質中產(chan) 生的強烈而持久的放電現象。焊接電弧的本質其實與(yu) 雷雨天氣時空中的閃電是相同的，隻不過焊接電弧是人為(wei) 可控的。通常與(yu) 激光複合的熱源有TIG（鎢極氬弧焊）和 MIG（熔化極惰性氣體(ti) 保護焊）。TIG和MIG最大的區別之處就在於(yu) 其放電產(chan) 生電弧的電極不同。TIG的電極是由鎢針構成的，由於(yu) 鎢的熔點很高，在焊接時其損耗很小，需要時可以額外地填加焊料進行焊接。MIG，顧名思義(yi) ，其產(chan) 生電弧的電極是焊絲(si) ，在焊接時由送絲(si) 機源源不斷地向前送絲(si) ，而焊絲(si) 的末端會(hui) 由於(yu) 電弧的作用而不斷熔化，過渡到熔池並形成焊縫的一部分。 

電弧焊時的能量是由弧焊電源來提供的。弧焊電源的正、負兩(liang) 極通過工件和焊槍上的電極導通而形成回路，從(cong) 而引燃電弧並維持電弧穩定的燃燒。弧焊電源與(yu) 普通的電力電源不同，是一種提供低電壓、大電流的電源，電流一般可以達到幾百安培，Fronius T PS5000弧焊電源的最大焊接電流可達500A，而正常焊接時電壓值隻有幾十伏特。弧焊電源按照其輸出電流的形式可分為(wei) 直流電源、交流電源及脈衝(chong) 電源等。弧焊時最主要的工藝參數就是焊接電流和焊接電壓，而脈衝(chong) 焊Fronius激光複合焊接頭（MIG)接時會(hui) 有脈衝(chong) 頻率及脈衝(chong) 峰值等一些參數可調節。 

弧焊焊接時焊接電流主要決(jue) 定了焊縫的熔深和餘(yu) 高。焊接電流增大後，並且作用在工件的電弧推力和熱輸入均增加，熱源位置下移，也有利於(yu) 熱量向深度方向傳(chuan) 導，熔深增加。熔深和焊接電流近於(yu) 正比關(guan) 係。在熔化極氣體(ti) 保護焊時，通常是通過改變送絲(si) 速度來改變焊接電流，增加電流需要相應增加焊絲(si) 進給速度，保證送絲(si) 量和焊絲(si) 熔化量的平衡，由於(yu) 焊絲(si) 進給量的增加，並且熔寬增加較少，所以餘(yu) 高增大。另外，MIG焊時，焊接電流與(yu) 焊絲(si) 的直徑也相關(guan) ，焊接電流不變時，焊絲(si) 越細，送絲(si) 速度就越快，反之亦然。電流增大後，弧柱直徑增大，會(hui) 使熔寬增加，但是電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點移動範圍受到限製，因此熔寬的增加量較小，也就是熔寬增加量小於(yu) 熔深增加量。弧焊焊接中，焊接電流過大時，通常會(hui) 出現咬邊、氣孔、穿孔（對於(yu) 薄板而言）及焊瘤等缺陷。由於(yu) 焊接熱輸入過大，工件的變形會(hui) 更嚴(yan) 重，焊縫的熱影響區加大，且更容易產(chan) 生脆性的過熱組織，韌性下降，會(hui) 影響到焊縫結構的強度。MIG焊接時，焊接電流過大，還會(hui) 導致焊接飛濺量增加，飛濺顆粒直徑增大，給焊接過程穩定性及焊後的清理造成不良影響。TIG焊接時，焊接電流過大時容易發生咬邊及熱影響區擴大，焊縫周邊區域強度降低等現象。 

焊接電壓實際是指電弧電壓，電弧電壓與(yu) 電弧弧長相關(guan) ，其主要影響了弧焊過程的穩定性及焊縫熔寬的大小。電弧電壓增大後，電弧功率加大，工件熱輸入有所增大，同時弧長變長，電弧分布半徑增大，因而熔深略有減小而熔寬增大。由於(yu) 焊接電流不變，即送絲(si) 量不變，熔寬增加，餘(yu) 高自然減小。 

電弧電壓過大時，弧長過長，氣體(ti) 保護效果不好，容易造成焊接過程不穩定，及在一些角接焊縫或較深坡口裏施焊時，還易造成弧偏吹。而電弧電壓過小時，容易形成短路過渡，即焊絲(si) 末端熔化形成的熔滴與(yu) 熔池形成短路，焊接飛濺明顯增加。電弧焊時為(wei) 了得到合適的焊縫成型，在增大焊接電流時也要適當的提高焊接電壓，在熔化極電弧焊時，通常電弧電壓要根據焊接電流來確定。根據不同的焊接方法及弧焊係統有不同的經驗公式來估算合適的電流、電壓值，這對操作者的個(ge) 人經驗及素質有很大的要求。為(wei) 了簡化實際操作的難度，保證焊接電流和電壓能夠處在最佳的配合狀態，現在已經發展了一元化MIG焊接係統，簡而言之，就是通過調節送絲(si) 速度，而弧焊電源係統自動匹配恰當的電流和電壓值。在實際焊接時，可以對電流或電壓等參數進行微調以達到最佳的焊接效果。 

激光電弧複合焊涉及兩(liang) 種熱源，需要對激光焊接的工藝參數和弧焊的工藝參數進行聯合優(you) 化，才能達到最優(you) 的焊接質量和焊接效果。 

激光-電弧複合焊在汽車車身製造中主要應用領域為(wei) 鋁合金車身的焊接：以VW Phaeton的車門焊接為(wei) 例：為(wei) 了在保證強度的同時又減輕車門的重量，大眾(zhong) 公司采用衝(chong) 壓、鑄件和擠壓成形的鋁件。車門的焊縫總長 4980mm ，現在的工藝是7條MIG焊縫(總長380mm )，11條激光焊縫(總長1030mm)，48條激光-MIG複合焊縫(總長3570mm)。

也就是說，由於(yu) 接頭形式各異，激光複合焊並不適用於(yu) 車門上的所有焊縫。在接頭裝配間隙很大的位置，具有良好橋聯能力的MIG焊比激光焊或複合焊更有優(you) 勢；反之，在接頭間隙非常小的焊縫，熱能集中，焊速快的純激光焊是最好的方案。需要強調的是，laserHybrid係統裝置同時可實現上述MIG焊、激光焊、激光-MIG複合焊三種工藝，關(guan) 閉MIG 焊時，係統就成為(wei) 激光焊；反之關(guan) 閉 激光則就成為(wei) MIG焊。如果沒有激光複合焊係統，VW大眾(zhong) 集團就不得不更多采用厚而重的鋁鑄件。

激光複合焊同樣用於(yu) 新型奧迪 A8汽車的生產(chan) 。在A8側(ce) 頂梁上有各種規格和形式的接頭，就是采用激光複合焊工藝，焊縫共計4.5m長。

激光遠程焊：遠程激光焊是指采用高速掃描振鏡頭進行長工作距離加工的一種激光焊接方法。激光遠程焊原理圖如圖9所示。其定位精度高、時間短、焊接速度快、效率高;工作距離長，不會(hui) 與(yu) 焊裝夾具幹涉、光學鏡片汙染少;可定製任意形狀焊縫以優(you) 化結構強度等。與(yu) 電阻點焊相比，遠程激光焊接技術充分發揮了單側(ce) 、非接觸式激光焊接帶來的技術和經濟優(you) 勢，並將其與(yu) 高速掃描振鏡具有的優(you) 勢相結合，大大縮短了焊接時間，提高了總生產(chan) 效率，可有效用於(yu) 日益增多的汽車覆蓋件及零部件焊接。激光遠程焊主要應用在車門和側(ce) 圍等覆蓋件的組焊，如奔馳S級轎車全景天窗，大眾(zhong) 高爾夫和奧迪A3的側(ce) 圍，福特銳界的側(ce) 圍等待。另外，很多汽車座椅生產(chan) 廠家也把激光遠程焊應用到了滑軌和靠背的焊接當中，生產(chan) 效率得到了極大的提高。

圖9 激光遠程焊接原理圖

從(cong) 20世紀80年代開始，激光技術開始運用於(yu) 汽車車身製造領域。激光以其光束能量密度極高、加熱範圍小、焊縫及熱影響區域窄、焊接速度快、深寬比大和焊接變形小等優(you) 點，在白車身製造領域得到廣泛應用。激光釺焊技術在上個(ge) 世紀 90 年代初首先在德國得到開發。德國愛爾蘭(lan) 根大學在激光填絲(si) 釺焊工藝和過程控製方麵做了大量的工作，激光器常選用光束傳(chuan) 輸和調節方便的光纖激光器和半導體(ti) 激光器，釺料根據母材常選用 Cu 基釺料，主要接頭形式包括對接、卷對接、搭接、卷搭接等。其最初的出發點是為(wei) 了解決(jue) 火焰釺焊熱輸入過大的問題，連接的工件主要為(wei) 搭接或卷搭接形式的鋼板。激光釺焊作為(wei) 激光焊接技術的一種，較之熔焊，釺焊時母材不熔化，僅(jin) 釺料熔化，可以獲得光滑的焊縫表麵，這不僅(jin) 使產(chan) 品更加美觀，還提高了密封性，而且顯著提高了焊接區域的強度，大大地提升了整車的安全性能。目前，在國內(nei) 外的汽車製造業(ye) ，激光釺焊主要應用在可視的外圍接合件上，如頂蓋與(yu) 左右側(ce) 圍的連接、行李箱上下兩(liang) 部分的連接及流水槽等，大眾(zhong) 、奧迪所有車型及歐係和美係部分中高端車型頂蓋均采用激光釺焊，日係和自主品牌也都躍躍欲試，或已經采購了設備，或正在進行相關(guan) 技術方麵的研究。 

（1）激光釺焊的原理 

激光釺焊也稱激光填絲(si) 釺焊，是在電弧釺焊的基礎上發展起來的一種新的局部硬釺焊技術。其焊接原理是利用激光光束作為(wei) 熱源，聚焦後的光束照射在填充的焊絲(si) 表麵上，焊絲(si) 被光束能量加熱並熔化形成高溫液態金屬，從(cong) 而填充到所需焊接的工件之間，即工件間的連接是通過釺焊層實現的，如圖10所示。釺焊屬於(yu) 固相連接，它與(yu) 熔焊方法不同，釺焊時母材不熔化，采用比母材熔化溫度低的釺料，加熱溫度采取低於(yu) 母材固相線而高於(yu) 釺料液相線的一種連接方法。當被連接的零件和釺料加熱到釺料熔化，利用液態釺料在母材表麵潤濕、鋪展與(yu) 母材相互溶解和擴散，以及在母材間隙中潤濕、毛細流動、填縫與(yu) 母材相互溶解和擴散而實現零件間的連接。

圖10 激光釺焊原理

（2）激光釺焊的優(you) 缺點 

激光釺焊作為(wei) 一種新興(xing) 的焊接技術，正在被越來越廣泛地應用到生產(chan) 製造的各個(ge) 環節中，特別在汽車白車身製造領域，激光填絲(si) 釺焊已經得到比較成熟的應用，在應用過程中，激光釺焊具有其獨特的優(you) 勢和應盡量避免的一些缺點。

 ①激光釺焊加熱溫度較低，隻在焊縫表麵產(chan) 生熔化現象，工件內(nei) 部沒有完全熔透，基本不產(chan) 生汽化現象。

 ②激光釺焊接頭平整光滑，外形美觀。例如，白車身側(ce) 圍和頂蓋在拚接的時候，如果采用激光深熔焊焊接，總裝時需要裝配頂飾條對焊縫進行遮蔽，但是如果采用激光釺焊，焊縫均勻、平整光滑，在總裝車間無需對焊縫進行遮蔽。

 ③激光釺焊多用波長1.06μm的激光作為(wei) 光源，可用光纖傳(chuan) 輸，因此可在常規方式不易焊接的部位進行加工，靈活性好，更易實現自動化。

 ④由於(yu) 激光束可以實現分光，可用半透鏡、反射鏡、棱鏡以及掃描鏡等光學元件進行時間與(yu) 空間分割，所以激光釺焊能實現多點同時對稱焊。影響激光釺焊的焊接參數主要有：光斑直徑、激光功率、焊接速度和送絲(si) 速度。 

（3）激光釺焊的主要工藝參數

 ①光斑直徑。光斑的直徑對釺料的鋪展影響較大。光斑直徑過小，激光集中在釺料上，對母材的加熱不足，釺料在母材上鋪展時冷卻過快，使釺料不易鋪展；光斑直徑過大，如果激光功率不夠則無法及時熔化焊絲(si) ，如果激光功率足夠則會(hui) 嚴(yan) 重燒損母材。對於(yu) 卷對接接頭，光斑直徑與(yu) 焊縫寬度（填充麵寬度）基本一致時，釺料的鋪展較充分。

 ②激光功率。焊絲(si) 熔化的速度取決(jue) 於(yu) 激光能量的大小，即激光功率。當激光功率不足時，焊絲(si) 熔化速度慢，鋪展不充分，且作業(ye) 時間長，生產(chan) 效率低；當激光功率過大時，焊絲(si) 熔化速度快，如果送絲(si) 速度跟不上，則焊縫的鋪展會(hui) 間斷。激光功率的最大值受設備限製，調節激光功率的大小主要考慮其與(yu) 焊接速度及送絲(si) 速度的匹配。 

③焊接速度和送絲(si) 速度。焊接速度決(jue) 定作業(ye) 時間的長短和生產(chan) 效率的高低，所以應根據設備可提供的激光功率的大小選擇適當的焊接速度以提高生產(chan) 效率。通常焊接速度越快，生產(chan) 效率越高，但對於(yu) 半徑較小的圓弧段焊縫或過渡段焊縫，過快的焊接速度產(chan) 生的離心力將會(hui) 阻礙熔融釺料的鋪展，使焊接過程不穩定。選定了焊接速度（其最大值由機器人的性能決(jue) 定）之後，需根據焊縫填充量的多少來匹配適當的送絲(si) 速度。送絲(si) 速度過快，焊縫表麵會(hui) 出現釺料的堆積，影響外觀質量；送絲(si) 速度過慢則會(hui) 使焊縫表麵的出現下陷，過少的填充量會(hui) 影響焊縫的焊接強度。當然，送絲(si) 速度的調節也需要同時考慮激光功率的大小。 

④其它因素。另外，焊絲(si) 送絲(si) 角度、焊接頭傾(qing) 斜角度及熱絲(si) 時熱絲(si) 電流等對焊接質量也有較大影響，在工藝調試過程中要綜合考慮以上因素，才能獲得最佳的焊接品質。 

（4）激光釺焊接頭形式 

下表為(wei) 焊裝車身激光釺焊接頭的常見形式，實際應用時應考慮具體(ti) 的車身設計要求、焊接方法的使用、激光焊機的功率和能量密度、焊接時的焊接速度及釺料的選擇以及零件件來料精度等。圖11為(wei) 激光釺焊焊縫截麵圖。

圖11

（5）激光釺焊焊接頭介紹 

對於(yu) 一套應用於(yu) 汽車生產(chan) 的激光釺焊係統而言，其主要的核心設備就是激光發生器、激光釺焊焊接頭、焊絲(si) 輸送係統、焊接機器人係統及工裝夾具。激光釺焊焊接頭作為(wei) 焊接工作部件，直接影響著焊接質量。以下以德國Scansonic公司生產(chan) 的 ALO3(Adaptive Laser Optic)激光釺焊焊接頭為(wei) 例，介紹其工作原理。

如圖12所示，激光從(cong) 激光器發出，經光纖傳(chuan) 導後被光纖耦合器1耦合，自動對焦模塊2將發散的光束進行準直後轉換為(wei) 平行光束，準直後的平行光束經過反射模塊3和6的兩(liang) 次反射後由光學聚焦模塊7聚焦後到達工作麵。整個(ge) 焊接過程可以通過監控模塊5進行全程監控，縱向伸縮臂TA通過自動控製模塊STRG與(yu) 自動對焦模塊關(guan) 聯，實現自動對焦，安裝在伸縮臂上的壓力傳(chuan) 感器KS通過STRG與(yu) 旋轉動作控製模塊4關(guan) 聯，實現焊縫跟蹤。焊縫跟蹤及自動對焦原理見圖 13。德國SCANSONIC公司生產(chan) 的這套ALO3自適應可調節激光釺焊鏡頭擁有較大的自由度，能適應多種不同形狀焊縫的焊接，這給生產(chan) 調試工作帶來了極大的方便，大大地縮短了調試周期，也使得焊接質量更容易得到保證。

圖13 焊縫跟蹤原理圖

評價(jia) 汽車白車身中激光釺焊卷對接接頭質量的方法通常是拆卸試驗。一般采用拉伸夾具、錘子和鑿子，使焊接接頭受力直至破壞。如果破壞發生在母材而不是焊縫，通常認為(wei) 接頭是好的。其中的一個(ge) 拆卸試驗是切下一個(ge) 50mm 寬的接頭（采用 CuSi₃ 為(wei) 釺料的激光釺焊），對其進行拉伸，在斷裂之前能承受 1 噸的力則認為(wei) 滿足要求。此外，還從(cong) 焊縫結合情況進行評價(jia) 。垂直於(yu) 焊縫進行切割，對焊縫橫截麵進行顯微分析，確定裂紋和氣孔發生的位置以及熔深和熔寬。 

激光釺焊主要應用為(wei) 頂蓋和側(ce) 圍的連接以及行李箱蓋，大眾(zhong) 幾乎所有車型的頂蓋和側(ce) 圍連接均采用了激光釺焊，其他成家也紛紛采用激光釺焊技術如圖14 所示。

國內(nei) 某廠商通過激光釺焊工藝攻關(guan) ，目前已經掌握車身頂蓋及尾蓋的激光釺焊技術，焊縫質量標準達到或超過個(ge) 大主機廠的要求，焊接速度為(wei) 4~7m/min,能夠實現車身30-60JPH的產(chan) 能需求。目前已經完成了車身車間主焊線激光釺焊工作站所有設計工作，包括頂蓋預裝工位，激光釺焊工位和焊後打磨處理工位，可為(wei) 客戶提供整體(ti) 解決(jue) 方案和交鑰匙工程。 

目前，國際上對激光焊接的研發和生產(chan) 投入也越來越大，例如雙光束激光焊接，主要用來焊接鋁合金材料的車身和部件；激光振蕩焊接，通過激光束以特定的軌跡進行掃描，克服激光焊接本身對零件精度要求高的缺點，正逐步應用到工業(ye) 生產(chan) 中；隨著廣大消費者對汽車安全性能要求的不斷提高，越來越多的熱成型鋼板被用到了車身上麵，帶有鋁矽塗層的熱成型鋼板以其強度高，耐腐蝕性好而廣受歡迎，目前帶鋁矽塗層的激光拚焊板也越來越多，激光發揮了 不可替代的作用。

國內(nei) 廠商在激光焊接領域內(nei) 也樹立了一座又一座裏程碑：世界首次成功研製 15000瓦光纖激光機器人焊接係統實現激光自熔焊接大尺寸核電堆芯圍筒18mm 不鏽鋼單麵焊雙麵成形，世界首次成功研製活塞全自動化生產(chan) 線焊接實現激光複合焊接10mm厚42CrMoA活塞環焊縫對接；國內(nei) 首次成功研製激光遠程焊接汽車覆蓋件工作站實現激光遠程焊接（奔馳天窗）2mm與(yu) 2mm雙麵鍍鋅板疊焊。 

激光焊接已經成為(wei) 汽車焊裝中的一項標準工藝，進口車型和合資品牌車型應用較為(wei) 廣泛，而自主品牌車型應用尚少。隨著製造工藝的發展，工件精度及工裝夾具和自動化程度的提高，自主品牌的車型也將加大範圍引入激光焊接技術。