探討激光拼焊技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

李崢杰　余兵兵

摘 要：激光拼焊接技術(shù)近年來(lái)取得了高速的發(fā)展，獲得了國(guó)際上汽車工業(yè)的普遍認(rèn)可。激光拼焊接技術(shù)可以將不同形狀、不同材質(zhì)、不同涂層的鋼板自動(dòng)焊接成一塊整體的板材，滿足不同零部件對(duì)板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同時(shí)，可以有效減少焊接的成本、減少汽車的生產(chǎn)工序，可見激光拼焊接技術(shù)在汽車工業(yè)上的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景，本文對(duì)激光拼焊接技術(shù)在我國(guó)汽車工業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：激光拼焊接技術(shù)；汽車工業(yè)；應(yīng)用；探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.003

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，汽車逐漸成為了人們生活中不可或缺的必需品，汽車的普及給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，但同時(shí)也帶了大量的問(wèn)題，包括能源的消耗、環(huán)境的污染以及一系列的安全隱患等。汽車的安全性和穩(wěn)定性關(guān)系到每一個(gè)人，在確保汽車安全性和穩(wěn)定性的前提下，減少汽車的自身重量來(lái)達(dá)到減少能源消耗、緩解能源危機(jī)的目的將是未來(lái)汽車工業(yè)發(fā)展的方向和趨勢(shì)，激光拼焊接技術(shù)可以很好的幫助人們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

1 激光拼焊接技術(shù)的含義

激光拼焊接技術(shù)是汽車工業(yè)的所有焊機(jī)技術(shù)中最具發(fā)展?jié)摿Φ暮附蛹夹g(shù)，同時(shí)也是較為新穎的焊接技術(shù)，最初是來(lái)自人們對(duì)激光拼焊接板產(chǎn)品的開發(fā)，發(fā)展至今主要包括激光拼焊板和激光拼焊管，其中又以激光拼焊板的應(yīng)用最為廣泛，采用激光拼焊的方式不僅可以有效減少汽車的零部件數(shù)量、構(gòu)件重量，還能顯著提高汽車的結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及汽車整體的穩(wěn)定性，使材料得到充分利用，實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的高效、高質(zhì)的發(fā)展，保持汽車產(chǎn)業(yè)的生命力以及活力。

2 激光拼焊接技術(shù)的產(chǎn)品

使汽車構(gòu)件可以朝著更加輕量化的方向發(fā)展，從而緩解能源危機(jī)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)是激光拼焊接技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛使用的主要原因，激光拼焊接產(chǎn)品主要包括激光拼焊板和激光拼焊板。

2.1 激光拼焊板

激光拼焊板的生產(chǎn)工序包括待焊拼焊板的準(zhǔn)備和激光焊接，具體是指將兩塊或兩塊以上的、相同厚度或者不同厚度的材料連接在一起而形成的一種新的產(chǎn)品。激光拼焊板的優(yōu)勢(shì)在于它可以很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，將各種不一樣的材質(zhì)物盡其用，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的組合配置，極大的減少了汽車工業(yè)的生產(chǎn)工序、構(gòu)件重量，使汽車結(jié)構(gòu)的性能顯著提升。

2.2 激光拼焊管

激光拼焊管的生產(chǎn)工序包括拼焊板的準(zhǔn)備、激光拼焊板的生產(chǎn)、卷管、激光焊接等，具體是指是由相同或者不同厚度的材料構(gòu)成的一個(gè)整體的焊管。激光焊接管是在激光焊接板的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)激光焊接板進(jìn)行二次的深加工而產(chǎn)生的，特點(diǎn)是在新的焊管成型前就已經(jīng)具有了不同的厚度，且焊管的厚度可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要在焊管的不同部位設(shè)置不同的厚度，這有利于下一道焊接工序的減少，提高汽車工業(yè)的生產(chǎn)效率，激光拼焊管獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)使其越來(lái)越受到人們的重視和關(guān)注，主要應(yīng)用于汽車的儀表板架、支架結(jié)構(gòu)、橫梁結(jié)構(gòu)等部位的生產(chǎn)當(dāng)中。相比于傳統(tǒng)的焊管，激光拼焊管的契合度更高、生產(chǎn)成本更低以及可以充分的實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制、滿足不同客戶的需求，有利于企業(yè)贏得更多的市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)自身穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展。

3 激光拼焊接技術(shù)的工作原理

3.1 激光拼焊接方式

激光拼焊接技術(shù)不僅用于直線焊縫的生產(chǎn)，同時(shí)也能對(duì)“人”字形、“丁”字形等折線焊縫進(jìn)行生產(chǎn)，激光焊接技術(shù)可以忽略材質(zhì)、厚度、形狀不同等因素的影響，完美的實(shí)現(xiàn)構(gòu)建之間的焊接，激光焊接方式包括基本的“兩張焊接”、“兩張兩列焊接”、“兩張三列焊接”，甚至“三張兩列焊接”、“三張三列焊接”等。

3.2 激光拼焊接系統(tǒng)

激光拼焊接單元、焊縫跟蹤單元、質(zhì)量檢測(cè)單元、吸煙除塵單元等構(gòu)成了激光拼焊接系統(tǒng)，其中激光拼焊接單元是整個(gè)激光拼焊接加工過(guò)程中的核心部分，負(fù)責(zé)利用激光焊接頭來(lái)完成焊縫的焊接、焊縫位置的及時(shí)調(diào)整、焊縫的焊后質(zhì)量檢測(cè)等，激光焊接頭是激光頭組件的一部分，完整的激光焊接頭還包括焊縫的跟蹤攝像頭、焊縫的質(zhì)量檢測(cè)攝像頭，是激光焊接過(guò)程中核心零部件。其他各相關(guān)功能單位的支撐件和載體是工作臺(tái)框架，工作臺(tái)框架的三個(gè)基準(zhǔn)面分別用于激光焊接單元的安裝、定位夾緊系統(tǒng)、排煙單元、背部檢測(cè)以及背部排渣等，科學(xué)完整激光拼焊接系統(tǒng)是激光拼焊接技術(shù)在汽車工業(yè)上充分發(fā)揮作用的保證。

3.3 激光拼焊接質(zhì)量

激光拼焊接的質(zhì)量直接決定著最后汽車質(zhì)量和汽車生產(chǎn)線的質(zhì)量，同時(shí)也是檢測(cè)激光拼焊接技術(shù)有效性的重要指標(biāo)。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于焊接參數(shù)要根據(jù)不同的情況做出不同程度的調(diào)整，因此激光拼焊接的質(zhì)量受到多種因素的影響包括光束的離焦量、偏離量以及焊接線的能量，當(dāng)焊接線的能量過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱區(qū)的晶粒尺寸粗大，致使接頭的韌性降低；當(dāng)焊接線的能量過(guò)小時(shí)，接頭的硬度和強(qiáng)度雖然得到提高，但同時(shí)接頭的韌性也會(huì)降低。選擇合適的焊接工藝參數(shù)，保持合適的焊接線能量進(jìn)行焊接，可以有效保證焊接接頭具有良好的性能。

3.4 追蹤與檢測(cè)系統(tǒng)

追蹤與檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集成的系統(tǒng)，焊接跟蹤的組件包括激光視覺傳感器、跟蹤控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中激光視覺傳感器位于激光焊接頭的兩端，主要用于對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的感應(yīng)和監(jiān)控，并將追蹤到的結(jié)果用圖像的形式表現(xiàn)出來(lái)，再結(jié)合質(zhì)量檢測(cè)組件，對(duì)追蹤結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析和檢測(cè)，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并焊接過(guò)程中的缺陷和異常。

4 結(jié)束語(yǔ)

激光拼焊接技術(shù)在汽車工業(yè)上的應(yīng)用前景將是十分廣闊的。因?yàn)榧す馄春附蛹夹g(shù)在減少汽車構(gòu)件重量的同時(shí)，還很好的提高了汽車的安全性和穩(wěn)定性，且實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)材料的充分利用和材料之間的完美結(jié)合，使得激光拼焊接技術(shù)一方面符合節(jié)能減排的時(shí)代要求，一方面降低了汽車工業(yè)的生產(chǎn)成本，保證了汽車工業(yè)的高效、高質(zhì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李義田.激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[J].科技信息，2011（16）：580.

[2]陳曉，李倩.激光拼焊技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].模具技術(shù)，2015（04）：55-59.

作者簡(jiǎn)介：李崢杰（1984-），男，河南鶴壁人，碩士，初級(jí)，研究方向：車輛工程。