高功率激光焊接是以高功率聚焦激光束為熱源，熔化材料形成焊接接頭的高精度、高效率綠色焊接方法。高功率激光焊接的優(yōu)點(diǎn)有：焊縫深寬比大（激光深熔焊的深寬比可達(dá)10:1）；焊接速度快，焊接效率高；焊接變形小；焊接精度高；焊接強(qiáng)度高；焊縫顯微組織良好；焊接材料適應(yīng)性好；單面遠(yuǎn)距離焊接，大氣中進(jìn)行焊接，對(duì)焊接件尺寸和形狀適應(yīng)性好；焊接系統(tǒng)柔性高；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，適宜于大批量生產(chǎn)；可與其它焊接方法復(fù)合，進(jìn)行激光復(fù)合焊接；可添加焊接材料進(jìn)行激光釬焊/熔釬焊。相對(duì)于電阻點(diǎn)焊，高功率激光焊接可以優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料搭配，減輕重量并提高安全性。在發(fā)達(dá)國(guó)家，高功率激光焊接技術(shù)已成為汽車制造工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)加工工藝。
高功率激光焊接技術(shù)應(yīng)用于汽車制造中的工藝主要有：高功激光自熔焊接；高功率激光釬焊/熔釬焊技術(shù)；高功率激光復(fù)合焊接技術(shù)；高功率激光遠(yuǎn)程焊接技術(shù)。主要應(yīng)用形式有：高功率激光拼焊；汽車零部件高功率激光焊接；汽車車身分總成與總成的高功率激光組焊。
1. 高功率激光拼焊技術(shù)
高功率激光拼焊技術(shù)是在汽車車身設(shè)計(jì)制造中，根據(jù)汽車車身不同的設(shè)計(jì)和性能要求，將不同厚度、不同材質(zhì)、不同或相同性能的板材通過高功率激光焊接連接成一整體（激光拼焊板，已經(jīng)成為專有名詞），再經(jīng)沖壓成形為汽車車身某一部件（只有激光焊接的板料才能焊接）。采用高功率激光拼焊技術(shù)，可以減少零件和模具數(shù)量、優(yōu)化材料用量、減輕構(gòu)件重量（實(shí)現(xiàn)汽車輕量化）、節(jié)省工序和裝配工作量、降低成本和提高車身尺寸精度。圖1為基于高功率激光拼焊板技術(shù)的汽車側(cè)圍內(nèi)板。采了1.4mm、1.8mm和2.1mm三種厚度的板材。
圖1 基于高功率激光拼焊板技術(shù)的汽車側(cè)圍內(nèi)板
高功率激光拼焊技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家汽車制造過程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。近年來,國(guó)內(nèi)合資汽車廠家大部分車型都采用了高功率激光拼焊技術(shù)。國(guó)內(nèi)自主品牌汽車廠家也逐步在新車型上應(yīng)用高功率激光拼焊技術(shù)。
激光拼焊板主要是鋼廠附屬產(chǎn)品。也有個(gè)別私企開展少量拼焊板的制造提供市場(chǎng)。圖2為大族激光自行研發(fā)的高功率激光拼焊專業(yè)夾具。
圖2 大族激光高功率激光拼焊專業(yè)夾具
2. 汽車零部件高功率激光焊接技術(shù)
汽車零部件焊接采用高功率激光焊代替其它焊接方法，零件焊接部位變形很小，連接精度高，焊接速度快，連接強(qiáng)度高，而且不需要焊后熱處理。目前高功率激光焊接廣泛應(yīng)用于汽車齒輪、安全氣囊、汽車座椅、減震器、氣門挺桿、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向軸、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、離合器、增壓器輪軸及底盤等汽車部件的制造中，已經(jīng)成為汽車零部件制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。
大族激光激光焊接的典型汽車零部件，銷售多臺(tái)設(shè)備已經(jīng)在客戶處運(yùn)行多年。焊接的零部件包括：汽車座椅調(diào)角器、滑軌，離合器，安全氣囊，減震器，雙聯(lián)齒輪等等（見圖3）。
3. 汽車車身分總成與總成的高功率激光組焊技術(shù)
高功率激光焊接技術(shù)運(yùn)用于汽車車身能大幅度提高汽車的剛度、強(qiáng)度和密封性，從而提高車身的安全性和舒適性；降低車身重量并達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的；降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本，減少車身零件的數(shù)目并提高車身一體化程度；有助于提高車身的裝配精度。高功率激光焊接技術(shù)應(yīng)用于汽車車身焊裝，大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。
汽車車身分總成與總成的高功率激光組焊主要分側(cè)圍與頂蓋的總成焊接以及后續(xù)焊接，四門兩蓋焊接，地板焊接，防撞桿焊接等。
圖4 大族激光汽車車門內(nèi)板高功率激光遠(yuǎn)程焊接
圖4為大族激光汽車車門內(nèi)板高功率激光遠(yuǎn)程焊接。
目前高功率激光自熔焊接、高功率激光釬焊/熔釬焊、高功率激光復(fù)合焊接技術(shù)已比較成熟，被普遍用在汽車零部件、激光拼焊板和汽車車身分總成與總成的焊接中；隨著高光束質(zhì)量光纖激光器的快速發(fā)展，高功率激光遠(yuǎn)程焊接技術(shù)發(fā)展很快，是一種高效率、靈活的焊接方式。在汽車制造中，采用高功率激光焊接技術(shù)可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)車身的剛度，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
大族激光鈑金裝備事業(yè)部高功率焊接中心致力于高功率激光焊接主機(jī)、激光焊接工裝夾具、高功率激光焊接新工藝技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)線集成控制技術(shù)等研發(fā)，為汽車行業(yè)提供全方位的激光焊接設(shè)備與工藝解決方案，已形成汽車零部件、激光拼焊板和汽車車身分總成與總成高功率激光焊接裝備的批量銷售和應(yīng)用?！?/p>
