激光焊接工艺在汽车行业的应用

激光焊接技术作为一种新型的先进焊接工艺在众多金属产品制造领域发挥着重要的作用。其中汽车行业因为采用金属部件多，因此在生产过程中需要多次进行金属工件的连接。激光焊接机的应用是实现汽车产业高质量发展的重要技术手段。因为激光焊接与传统的汽车车身焊接技术相比具有能量密度高、焊接速度快、焊接变形小、柔性好等优势。本文从多方面介绍了激光焊接在汽车车身焊接中的应用。

激光深熔焊工艺

激光深熔焊是指激光功率密度达到一定水平时，使材料表面发生汽化而形成匙孔，孔内金属蒸汽压力与四周液体的静压力和表面张力达到动态平衡，激光可通过匙孔照射到孔底，随着激光束的运动形成连续的焊缝。激光深熔焊焊接过程中不需要添加辅助焊剂或填料，完全利用工件自身材料焊接为一体。

激光深熔焊得到的焊缝一般光滑平直，变形量小，有利于提升汽车车身的制造精度；焊缝的抗拉强度较高，保证了汽车车身焊接质量；焊接速度快，有利于提高焊接生产效率。

在汽车车身焊接中，激光深熔焊工艺可以满足车身组焊和拼焊的焊接需求。在车身组焊中主要用于车身顶盖、侧围、车门等区域的焊接，在车身拼焊中主要用于不同强度、不同厚度、不同涂层的钢板焊接。

激光填丝焊工艺

激光填丝焊接是在焊缝中预先填入特定焊丝或在激光焊接过程中同步送入焊丝来形成焊接接头的工艺方法。相当于在激光深熔焊的同时向焊缝熔池中输入近似同质的焊丝材料。

相比激光深熔焊，激光填丝焊应用于汽车车身焊接有两个方面的优势，一是可大幅提升待焊汽车车身部件之间装配间隙的容忍度，解决激光深熔焊对坡口缝隙要求过高的问题；二是可以通过使用不同成分含量的焊丝改善焊缝区域的组织分布，进而调控焊缝性能。

在汽车车身制造过程中，激光填丝焊工艺主要应用在车身铝合金和钢材部件的焊接。特别是汽车车身铝合金部件焊接过程中，其熔池表面张力较小，易导致熔池下塌，而激光填丝焊工艺在激光焊接过程中通过焊丝的熔化可以较大程度上解决熔池塌陷问题。

激光填钎焊工艺

激光钎焊利用激光作为热源，激光束经过聚焦后照射到焊丝表面使焊丝熔化，熔化的焊丝滴落并填充到待焊工件之间，钎料与工件之间发生溶解和扩散等冶金效应，从而使工件达到连接的效果。

与激光填丝焊接工艺不同，激光钎焊工艺只熔化焊丝而不熔化待焊工件。激光钎焊具有良好的焊接稳定性，但得到的焊缝抗拉强度较低。

在汽车车身焊接过程中，激光钎焊工艺主要对接头强度要求不高的车身部位进行焊接，如车身的顶盖和侧围之间的焊接、后备箱盖上下部之间的焊接等。

激光电弧复合焊工艺

激光-电弧复合焊接是采用激光和电弧两种热源同时作用到待焊工件表面，使工件经过熔化、凝固后形成焊缝的一种复合焊接工艺。

激光-电弧复合焊接兼具了激光焊接和电弧焊的优点，一是在双热源的作用下，焊接速度得以提高，使热输入变小，焊缝变形量小，保持了激光焊接的特点；二是具有更好的桥接能力，装配间隙容忍度更大；三是熔池的凝固速度变慢，有利于消除气孔、裂纹等焊接缺陷，有利于改善热影响区组织和性能；四是由于电弧的作用，使其能够焊接高反射率、高导热系数的材料，应用材料的范围更广。

在汽车身制造过程中，激光-电弧复合焊接工艺主要应用于车身铝合金构件和铝合金-钢异种金属结合处的焊接，主要是针对装配间隙较大的部件进行焊接，如汽车车门部分位置的焊接，这是因为装配间隙能发挥激光-电弧复合焊接的桥接性能。

除了以上几种常见的激光焊接工艺之外，随着汽车制造业对车身焊接效率要求的提升以及汽车轻量化制造面临的异种材料焊接需求的增加，激光点焊、激光摆动焊、多光束激光焊以及激光飞行焊等工艺在汽车车身焊接中的应用得到关注。激光焊接工艺作为一种新型焊接方式，将会不断创新，为汽车行业带来更有利的发展。