激光焊接工藝在汽車領域的應用

——推進整車輕量化進程，盡顯激光技術的安全分寸

講師首先指出本次的分享主題“推進整車輕量化進程，盡顯激光技術的安全分寸”的意義(yi) 不隻是簡單的減重，而是在保證汽車安全性和品質的前提下，將更多的新材料新結構和新工藝用在汽車的功能件上，不僅(jin) 使性能更加優(you) 異，同時使重量更輕，對於(yu) 焊接工藝要具備可靠性和安全性。

課程大綱

• IPG公司簡介及產品線介紹

• 汽車輕量化進程及應用趨勢
• IPG光纖激光在汽車白車身上的應用
• IPG光纖激光在汽車零部件上的應用
• 總結與展望

課程回顧

1

公司簡介和產(chan) 品線介紹

進入正題講師首先對IPG公司做了簡單的介紹，公司總部在美國，研發中心分布在美國、德國、德國、意大利和俄羅斯4個(ge) 國家，全球近5000名員工，全球有10個(ge) 實驗室，其中中國有4家。

以上是IPG產(chan) 品線的圖譜，目前的產(chan) 品線有飛秒、皮秒、納秒，綠光、紫外，還有主打在汽車領域的qcw、cw連續的激光器。在整個(ge) 產(chan) 品線上可以提供大於(yu) 510種不同的光纖激光器，這510種不同的光纖激光器可以用於(yu) 不同的未加工和宏觀加工的需求，客戶可以按照自己的需求進行進行采購。

以上是IPG的實驗室分布，實驗室分布在北京、上海、深圳、武漢4地。

激光行業(ye) 在中國是一個(ge) 蓬勃向上發展的一個(ge) 行業(ye) ，這其中95%激光相關(guan) 的業(ye) 務都是在材料加工領域，而汽車領域又是在材料加工領域中間占最大份額。

2

汽車輕量化進程及應用趨勢

3

IPG光纖激光在汽車白車身上的應用

這是某個(ge) 車型高強度的鋼管和框架結構的焊機。

這也是高強度鋼，這裏的DP800和DP1000，是鐵素體(ti) 加馬氏體(ti) 的一個(ge) 雙相鋼，甚至還用到了熱成型鋼，是車體(ti) 的一個(ge) 側(ce) 圍，主要是用34道遠程激光焊接來實現，用激光焊做高強鋼的焊接能使它的性能得到很好的保證。

這個(ge) 案例還是高強度鋼，也是屬於(yu) 側(ce) 圍的焊接，主要是有79道遠程焊的c型焊縫組成，右邊是焊接的一個(ge) 現場照片。

這是IPG做的一個(ge) 領域車門的激光焊接，其實它的優(you) 勢是蠻明顯的，他的熱量很集中，所以可以用小的熱輸入進行焊接。

這是一個(ge) 整體(ti) 性的案例，現在鋁合金的案例比較多的就是鋁合金的拚焊板，比如有些會(hui) 選擇異厚度的鋁合金進行拚焊，還有車頂和側(ce) 圍的焊接，還有後行李蓋的焊接。

這是填絲(si) 焊的例子，它是一個(ge) 鋁合金的行李蓋，由於(yu) 他焊接的表麵要求是AA製等級表麵，所以要求也比較高，右下角這個(ge) 激光填絲(si) 焊的表麵非常光滑，完全達到標準，等級的要求就取消了。

這也是一個(ge) 鋁合金的激光焊，是邊緣焊接的形式，這個(ge) 邊緣焊接的形式可以極大程度的實現減重，而且這個(ge) 焊後的變形也非常小，可以完全取代之前的電阻點焊的工藝。

4

IPG光纖激光在汽車零部件上的應用

過去的零部件很多都是用二氧化碳激光做的，現在固體(ti) 的激光器去取代二氧化碳，這是零部件焊接的一個(ge) 趨勢，特別是對於(yu) 北美市場很多新的燃油傳(chuan) 動裝置開始慢慢進入市場，他會(hui) 考慮用一些新的更經濟更可靠的方法去體(ti) 取代原有的設備。這裏麵IPG就通過大量的驗證最終得出他們(men) 采用光纖激光器去取代二氧化碳不但可以得到非常可靠的焊接質量，而且取消了氦氣保護的步驟，極大的節省了成本。

這些部件看起來似乎比較簡單，因為(wei) 不是鋁或者鎂或者複合材料等等比較新型的材料，但其實在傳(chuan) 動係統的材料更新換代裏麵也是不斷在升級的，越來越多的高合金元素，甚至滲碳或者滲碳氮部件用於(yu) 這些零部件中，所以說焊接的時候，裂紋的敏感性還是非常高的，這裏IPG針對這些裂紋的敏感性比較高的部件也有自己相應的一些技術，比如光纖配置，還有在焊接擺動頭方麵，都會(hui) 采取綜合的比較好的配置。

在汽車座椅上也是一個(ge) 重要的應用，座椅在汽車的安全等級裏麵是十級，它對焊縫的可靠性，還有公益的棒性的要求，都是非常高。

這裏講師再次將話題切換到白車身，主要是想說說新能源車的話題，新能源車使用電池驅動，對於(yu) 這個(ge) 車輛的重量會(hui) 比傳(chuan) 統的汽車會(hui) 更加敏感，而且對於(yu) 一些新材料的應用會(hui) 更加大刀闊斧，在國產(chan) 新能源車的全鋁車身裏，都是用的IPG的激光器做的全鋁車身的焊接。

除車身外非常重要的還有電池，在電池這方麵IPG做的也是比較成熟的，都是用它設備相應的款型去推薦。硬包電池，它的防爆閥、極柱、軟連接，殼體(ti) 封口，注液孔，模組，都有相應的推薦配置。

硬包電池的標準相對來說已經比較成熟了，軟包電池這塊大家還在摸索之中，相應的標準也沒有特別的出台，IPG在北美也成立了專(zhuan) 門的研發實驗室，差不多在今年的第三季度可以拿到相應的測試和標準，這樣的話可以可以更好的服務於(yu) 國內(nei) 電池客戶。

IPG去年收購了一家加拿大的公司叫LGD，它翻譯出來就是焊縫的熔深動態檢測，這台設備可以和IPG的激光器和焊接頭很好的結合在一起，可以實現焊前對接麵的間隙焊接工件的高度、焊接過程中熔深的實地測量、焊後表麵質量等等幾個(ge) 方麵綜合的測量，實際測量的熔深和在線的熔深有很好的一致性。

而且還可以實時的提取到這個(ge) 小孔的行碼，即右邊黑色小孔的形貌圖，這樣就可以很更好的監測實際的激光焊接的質量，確保安全性。

5

IPG總結與(yu) 展望

—End—

關(guan) 於(yu) 蓋世微課堂

大數據時代，將課堂搬進微信平台！蓋世汽車通過整合行業(ye) 資源，以第三方客觀嚴(yan) 謹的態度召集行業(ye) 精英創建專(zhuan) 業(ye) 微信群組，不定時邀約前瞻技術領域專(zhuan) 家開堂授課、解疑答難，使知識獲取更加高效，讓交流呈現零距離，歡迎關(guan) 注！