试析激光拼焊板在汽车制造中的应用及相关工艺

前言

    激光拼焊板技术的运用原理实际上就是将不同形状、不同尺寸、不同厚度的金属板切成一个尺寸相同、形状相同、厚度相同的板块，然后用激光将这些小的金属板焊接成一个整体的板块，以便于汽车制造时运用。在完成板块拼接后，工作人员要对焊接的板块进行冲压，使其成为汽车制造的主要零件，这种就可以减轻汽车的重量，在节省材料的基础上，提升汽车制造生产率。研究显示，当前，我国汽车制造厂已广泛的运用激光焊接板这种工艺技术。汽车制造厂在生产汽车的过程中一直致力于提升汽车结构稳定，但与此同时，也十分关注在保证汽车结构稳定的基础上减轻汽车的重量。激光拼焊板技术充分的改善了汽车生产存在的问题。因此，激光拼焊板也成为我国汽车制造中的一种新的工艺技术，对于这种新的工艺技术，我国汽车制造产业在运用的过程中仍需不断的研究和分析，从而增强其功能和效果。

1 关于激光拼焊技术在国内外汽车制造行业中的运用分析

    随着时代的进步，科学技术的发展，激光拼焊接现已被广泛的运用在各国汽车制造产业中。尤其是一些欧美地区和日本，十分注重对激光拼焊技术的运用，这些国家开始大规模的采用该技术制造汽车。如奔驰、宝马、通用、一汽、TAc、长安及奇瑞等汽车生产厂家也都开始运用该技术。这也就充分的说明该技术在汽车制造行业的重要性。

    当前，在运用激光拼焊技术生产汽车的过程中，主要将该技术运用在汽车的某个部位，如，在制造汽车的过程中会将激光拼焊技术运用在前后车内板、底板、侧围车内侧等部分。根据相关数据统计，激光拼焊技术的运用充分的减轻了零件的重量，与传统零件相比，运用该技术生产的零件重量减轻24％，零件数量减少19％，焊点下降49％，生产效率提高21％。这不仅节约了能源，而且也为汽车制造行业带来了更高的经济利润。当前，我国汽车制造厂家已逐渐开始运用激光拼焊板技术。

2 关于激光拼焊需要机械设备及相关的工艺

    (1)在运用激光拼焊技术的过程中，实际上，汽车制造厂家要为该技术提供相应的配套机械设备，也就是所谓的激光器，当前，激光器主要有两种类型：一种是固态激光器，这种激光器主要是运用光纤传递进行焊接，其焊接效果较高；另一种则是气体激光器也就是所谓CO₂激光器，其激光器的主要运行原理以CO₂为主，不断的输出较高的功率，当功率达到2kW至5kW，CO₂激光器就会转换电光效率。

    (2)在运用激光拼焊技术工艺的过程中，汽车制造工作人员会使用板材制作材料，然后在激光拼焊生产线中安装相关的传输设备，并结合板材的材料，采用合理的方法有效的提升焊接的效率。

    (3)激光拼焊工艺过程

    首先，汽车制造厂要对材料进行选择，在选择材料的过程中要充分的考虑材料的大小和厚度，确保材料的厚度在0.65～3.0mm之间，这样便于对其进行冲压，而且厚度较大的冷轧低碳钢也具有较强的刚度和塑性，十分便于焊接。

    其次，在完成材料的选取后，要对材料激光切割，此过程用专业的术语表示为下料，就是将不同厚度的板块切割成相同的板块，然后再对板块进行冲压。但是需要注意的是在下料的过程中，要能明确主要的下料方法，进而保证材料切割的质量符合相关的要求标准，这样就可以提升板块裁剪的精准度，以保证下一步焊接顺利的进行。

    此外，在进行激光拼焊的过程中，工作人员必须要掌握其相关设备的参数，这样可以合理的对工装夹具进行调整，进而在焊接的过程中维持焊缝的稳定。工作人员一定要确保焊缝的宽度同原始板材厚度相一致，否则，将无法运用计算机技术对焊缝进行操作，从而降低焊缝的质量。

    最后，要对焊缝进行仔细的检测，这样可以及时发现焊缝存在的问题，尽快的弥补，在检测时应采用物理检测方法。

3 关于激光拼焊板技术主要特征和优点的分析

    (1)通过对激光拼焊技术深入分析和研究，从中发现其技术主要的特点，主要有焊接线能力大，变形小，速度快，熔深大等特点。

    ①运用激光拼焊技术可以缩小焊缝的体积，而且也能高效的降低焊缝的高度，这样焊缝就会十分的平整，同时几何形状的热应力也会缩小。

    ②焊缝的强度会不断的变大，这是在对板块进行冲压的过程中就可以防止板块出现变形的问题，板块焊缝的范围也会随之缩小，并产生极小的晶体。

    ③因为激光拼焊技术属于先进的生产工艺，所以具有良好的自动化，而且生产率也较高，在生产时工作人员可以保持工件规整，并且重量相同。

    ④在对焊接线进行检测的过程中，要对焊缝对质量进行检测，其主要检测范围为焊缝的尺寸，在检测时可以对拼焊板进行跟踪控制。

    (2)优点

    ①降低车身本身的重量；②提升原材料的使用率，节约能源，符合可持续发展战略的要求；③减少零件的数量；④提升汽车本身的性能，增强材料的强度，汽车质量显著提升，并且具有较强的减震性。

4 激光拼焊技术在运用过程中主要存在的问题和缺陷

    (1)不同厚度的板块在进行激光焊接的过程中会不断的集中热量，这样板块的热量就会持续的上升，热过程形成的非常快，如在此过程中没加以控制，高度的热量会使钢板变形，如果钢板的热量持续增加，钢板就会出现较为严重的热膨胀现状，这样如果遇到冷空气，钢板焊接的位置就会开裂，从而无法保证板块的质量，这不仅浪费材料，而且也会浪费成本，十分不利于汽车的生产制造。

    (2)材料存在的差异性给激光焊接增加难度，在运用激光拼接技术的过程中，工作人员必须要考虑不同材料的材质对板块的影响，多数情况下，材料在受到激光拼焊技术的影响后会产生物理化学性能，可焊性会降低，这样金属材料就会出现不同的现象，电位会遭受到严重腐蚀。对于这种现象，相关工作部门必须要加强重视度，研究科学的解决方法。

    (3)涂层板是汽车生产制造的重要材料，在对涂层板进行激光焊接的过程中，涂层板会出现大量的气孔，这样其尺寸厚度就会随之增加，这十分不利于日后的检测。

5 结束语

    总而言之，激光拼焊技术的产生充分的为汽车制造带来了良好的工作效率。在运用激光拼焊技术的过程中，相关部门必须要掌握其技术的主要性能，但也要了解其缺陷，从而有针对性的运用该技术。在进行激光切割的过程中，要注意焊缝的位置，防止出现裂纹影响板块的质量，这样汽车制造产业才会更好的发展。