随着汽车向低碳化、多元化、智能化的方向发展，汽车轻量化已是大势所趋。激光焊接技术作为一种重要的加工技术，将大力推动汽车轻量化制造的进程。采用激光焊接技术，可以显著改善车身的抗冲击性能与抗疲劳性能，提高汽车品质。国内激光技术快速发展，激光技术与装备日趋成熟，激光制造成本不断降低。激光焊接具有焊接速度快、焊接深度大（激光焊接深宽比可达5∶1）、焊接变形小、自动化程度高、可进行非接触远距离焊接的特点，在汽车零部件制造领域，尤其是在汽车动力总成模块、底盘模块、车身模块和电子系统等汽车零部件轻量化制造上获得广泛应用。

01 轻量化，激光焊接技术能做些什么？

实现汽车轻量化的着力点主要集中于：结构化设计、轻量化材料应用和采用先进制造工艺。而激光焊接技术就是实现汽车轻量化的制造工艺解决方案。

激光焊接技术是于 20 世纪 60 年代发展起来的，这项技术主要依靠能量密度的激光为热源，完成精密的焊接工作。区别于传统焊接技术，激光焊接技术形成的焊缝较小，速度快，热应变小，这都是该项技术在汽车轻量化中被应用的原因。将激光焊接技术应用于汽车轻量化研发中，具有焊接成本低、接头质量高、使用范围广等特点。

激光焊接技术主要用于汽车白车身顶盖激光自动焊接、多联齿轮激光焊接、安全气囊点火器激光焊接、传感器激光焊接、电池阀激光焊接等。

几乎全部车企都应用了激光拼焊技术。在汽车制造中激光焊接的另一个重要应用是激光焊接车身框架。激光焊接属于连续连接，可以使得车身的强度和刚度提高；同时，采用激光焊接技术可以减少钢板使用量，达到降低车身质量的目的。例如，德国大众2004年的第5代Golf车身，激光焊达到了70m。

02 激光焊接原理与技术

2.1 激光焊接原理

激光焊接的原理是利用高强度的激光束直接辐射到金属表面，使被焊处形成一个能量集中的热源区从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。激光焊接有脉冲激光焊接和连续激光焊接两种焊接方式。脉冲激光焊接根据焊接原理又分为热传导焊接和激光深熔焊，主要用于单点焊接和薄壁材料的焊接。连续激光焊接主要用于厚板材料的焊接与切割。激光焊接也有一定局限性，例如，对零件精度与表面质量要求高，焊缝易出现疏松及气孔等质量缺陷。激光焊接技术总结见表1。

表1 激光焊接技术特点

2.2 汽车零部件制造常用的激光焊接技术与工艺

（1）激光自熔焊：激光自熔母材。工艺特点：焊接高速、高精度、热量输入小、变形小、深宽比大。

（2）激光填丝焊：激光+焊丝。工艺特点：扩大激光焊接范围，提高焊缝成形质量，控制焊缝区域组织性能。

（3）激光远程焊：激光+扫描振镜。工艺特点：替代传统点焊、高速、高精度、空间可达性高、可焊多形状焊缝。

（4）激光-电弧复合焊接：激光+电弧。工艺特点：高适应性、大熔深、高强度、变形小、焊缝质量高。

（5）激光钎焊：激光+钎料。工艺特点：润湿母材（未融化）填充接头、连接密封母材、成型美观。

03 焊接技术在汽车制造中的应用-六轴机械手焊接机

（1）主要用于汽车车身焊接；

（2）硬件配置进口中高功率激光器安全稳定可靠；

（3）外加红光矫正，方便试教过程激光红光的对准，找到聚焦点；

（4）灵活操作运动系统，人性化设计，更好的用户体验。

04 新能源行业

新能源汽车中电池、电机、电控是其三大核心零部件，从汽车电芯制造以及PACK组装，特别是动力电池结构涵盖多种材料，例如钢以及铝，还有铜和镍等这些金属可能会被制成电极、导线，外壳等。并且材料极薄，在受热区域面积过大、受热时间过长的情况下，极易变形，造成焊接不良。然而星链系列焊接机器人能适应不同的有色金属焊接，有着焊接速度快、受热时间短等优势，有效的解决此行业焊接难题。

05 高功率激光焊接设备

（1）主要用于汽车行业的焊接，配置高功率的光纤激光器；

（2）工作台采用高精度的旋转台，有效保证焊接工艺的稳定和精度；

（3）采用6轴机器人和一个外部轴，六工位的自动焊接，节约了人工上料的时间，同时提升了产量；

（4）搭载智能相机和焊缝探测系统可实现焊缝自动跟踪和在线质量检测，可随时观察焊接产品的情况。

06 结  论

激光焊接技术在汽车制造中的应用体现出其强大的生命力和广阔的应用前景。吉利、长城等汽车制造公司已经在部分新车型中采用激光焊接技术。在可预见的未来以及新能源汽车市场的推动下，激光焊接技术一定会在汽车制造领域广泛应用，助力国内汽车轻量化制造技术进步与发展。

转自：商用车车架联盟CVCP

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