激光焊接在汽車行業中的應用(上)

美國三大汽車集團（通用、福特、克萊斯勒公司）、歐洲汽車製造公司（如RENAULT、VOLVO、AUDI、BENZ和BMW公司）生產(chan) 線上采用大量激光焊接機器人，德國大眾(zhong) 公司在Audi A6、Golf A4、Passat 等品牌車型的車頂均采用激光焊接。奔馳、寶馬、大眾(zhong) 、沃爾沃等眾(zhong) 多國際知名汽車公司都已將激光焊接技術大量應用在車身製造工藝中，以保證產(chan) 品質量和技術先進性，這意味著現代汽車製造已離不開激光焊接。

1、激光焊接介紹

在汽車車身製造中，激光焊接應用較為(wei) 成熟的是車頂激光焊和後蓋激光釺焊技術以及坯板的拚板焊。激光焊工藝具有減輕車身重量，增加車身剛性等優(you) 點。

激光焊與(yu) 常規釺焊、CO2焊之比較，見表1。

表1激光焊、釺焊與(yu) CO₂焊的比較

激光焊與電阻點焊在汽車生產中的應用比較見圖1、圖2。可以看出，激光釺焊外觀美觀，可作為外觀麵處理，節省電阻焊所需要的裝飾條。

圖1 頂蓋激光釺焊與(yu) 電阻點焊的比較

電焊點焊裝飾效果激光釺焊免裝飾

圖2 電阻點焊與(yu) 激光釺焊在頂蓋應用的外觀對比圖

2、激光焊接汽車應用案例

國外汽車品牌先後於(yu) 上世紀八十年代逐步采用激光焊應用於(yu) 汽車車身製造，國內(nei) 武漢法利萊切割係統工程有限公司通過技術攻關(guan) ，憑借自主品牌激光焊接設備，先後成功競標神龍、江淮、通用及江鈴項目，打破國外技術壟斷。激光焊接應用於(yu) 汽車行業(ye) 主要表現在以下幾個(ge) 方麵：

2.1車頂激光釺焊

圖3 車頂與(yu) 側(ce) 框外板的搭接示意圖

圖4車頂焊接示意圖

在車頂的機器人編程及焊接實踐中，關(guan) 鍵在與(yu) 確定焦點的大小和相對位置。如圖4所示，錐形體(ti) 代表入射激光，斑點代表落在焊縫表麵的激光焦點，兩(liang) 個(ge) 搭接的陰影塊分別代表待焊的車頂和側(ce) 圍零件。調整聚焦鏡組與(yu) 焊縫上下的距離L就可以改變焦點的大小，調整左右的距離便可確定焦點相對於(yu) 車頂和側(ce) 框的位置。

2.2激光拚板焊

激光拚焊板既是鋼鐵工業的延伸產品，又是汽車工業的重要原材料之一，在鋼鐵和汽車製造業中占有重要地位。

激光拚焊是將不同厚度、強度、材質鋼板，“剪裁”成合適尺寸和形狀的坯板，然後用激光焊接成能進行衝壓的板材。采用激光拚焊，可節約材料消耗，減輕構件重量，同時節省工序和裝配工作量，減少費用，提高車身尺寸精度，降低零件公差，提高整車結構剛度和安全性。同時，還可使鋼材得到充分利用。圖5、圖6分別為激光拚板焊生產線和激光拚板加工部件。

圖5 全自動激光拚焊生產(chan) 線

圖6 由拚焊板生產(chan) 的汽車車身零部件

2.3後備箱激光釺焊

圖7 後蓋焊接示意圖

如圖7所示為(wei) 後蓋的焊縫走向，其中兩(liang) 個(ge) “下坡”和“上坡”位置為(wei) 機器人姿態控製的難點，很容易造成機器人行走時的抖動，從(cong) 而影響送絲(si) 的不穩定性，直接導致假焊、焊料堆積、縮孔和其它焊接缺陷。

2.4其他部件激光焊接應用

2.4.1 汽車雙向筒式減震儲(chu) 油缸筒的激光焊接

為(wei) 了提高車輛的舒適性和平順性，現代多數汽車(特別是轎車)在懸架係統內(nei) 部都安裝了減震器，並且以液力減震器為(wei) 主。由於(yu) 雙向筒式減震器質量小、性能穩定、工作可靠而被廣泛采用。由於(yu) 減震器儲(chu) 油缸筒在工作過程中經受高壓作用，因而必須有良好的氣密性和拉伸斷裂抗力。