摘要：通過激光焊接技術(shù)在汽車加工中的應(yīng)用技術(shù)分析和實(shí)例介紹，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用等方面說明了激光焊接在汽車工業(yè)中的重要意義。
關(guān)鍵詞：激光焊接汽車激光加工激光器激光應(yīng)用

0.前言
世界上第一個(gè)激光器的成功演示在40多年前，在今天，激光科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其發(fā)明初期人們原有的預(yù)想，激光技術(shù)的應(yīng)用目前遍及科技、經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)的許多領(lǐng)域。汽車工業(yè)是激光加工重要的應(yīng)用領(lǐng)域，占激光加工15的份額，激光焊接、激光切割、激光標(biāo)記、激光打孔都有著廣泛的應(yīng)用。

1.激光焊接的技術(shù)可行性
激光(受激輻射光)最基本的特點(diǎn)就是：單色性、方向性、相關(guān)性，這些獨(dú)特性質(zhì)加上由此而來的超高亮度，超短脈沖等性質(zhì)使它已經(jīng)緊緊的和現(xiàn)代工業(yè)結(jié)合在一起，這些特質(zhì)非常適合焊接加工。激光器一般按產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)不同來分類，主要有半導(dǎo)體(GaAs,InP等)激光器、固體(Nd:YAG等)激光器、氣體(CO2、He-Ne等)激光器、液體(可調(diào)諧染料等)激光器、化學(xué)激光器、自由電子激光器等。其中氣體激光器以氣體或金屬蒸汽為發(fā)光粒子，它是目前種類最多，激勵(lì)方式最多樣化，激光波長分布區(qū)域最寬，容易實(shí)現(xiàn)大功率連續(xù)輸出，應(yīng)用最廣泛的一類激光器。固體激光器是將產(chǎn)生激光的粒子摻于固體基質(zhì)，其濃度比氣體大，因而可以獲得比較大的激光能量輸出，具有能量大，峰值功率高，機(jī)構(gòu)緊湊，牢固耐用等特點(diǎn)。在激光焊接中主要就采用這兩種受激物質(zhì)的激光器。
激光焊接技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用穩(wěn)步增長，由脈沖到連續(xù)，由小功率到大功率，由薄板到厚件，由簡單單縫到復(fù)雜形狀，激光焊接在不斷的演化過程中已經(jīng)逐步成為一種成熟的現(xiàn)代加工工藝技術(shù)。激光焊接分為脈沖激光焊接和連續(xù)激光焊接，在連續(xù)焊接中又可分為熱傳導(dǎo)焊接和深穿透焊接。隨著激光輸出功率的提高，特別是高功率CO2激光器的出現(xiàn)，激光深穿透技術(shù)在國內(nèi)外都得到了迅速發(fā)展，最大的焊接深寬比已經(jīng)達(dá)到了12:1，激光焊接材料也由一般低碳鋼發(fā)展到了今天的焊接鍍鋅板、鋁板、鈦板、銅板和陶瓷材料，激光焊接速度也達(dá)到了每分鐘幾十米，激光焊接技術(shù)日益成熟，并大量應(yīng)用到生產(chǎn)線上，在汽車生產(chǎn)線上如齒輪焊接，汽車底板及結(jié)構(gòu)件(包括車門車身)的高速拼焊并已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國家中，有50-70的汽車零部件是用激光加工來完成的。其中主要以激光焊接為主和切割為主，激光焊接在汽車工業(yè)中已成為標(biāo)準(zhǔn)工藝。激光用于車身面板的焊接可將不同厚度和具有不同表面涂鍍層的金屬板焊在一起，然后再進(jìn)行沖壓，這樣制成的面板結(jié)構(gòu)能達(dá)到最合理的金屬組合。激光焊接的速度約為4.5m/min，而且很少變形，省去了二次加工。激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進(jìn)程。采用激光焊接，可以減少搭接寬度和一些加強(qiáng)部件，還可以壓縮車身結(jié)構(gòu)件本身的體積。僅此一項(xiàng)車身的重量可減少56kg。激光焊接用于車頂外殼與框架焊接，傳動(dòng)轉(zhuǎn)換器蓋板的焊接，由CNC控制，其循環(huán)時(shí)間約為16秒，實(shí)際焊接時(shí)間僅為3秒，一天可連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)。用于焊接小轎車的變速箱總成和底盤，激光束的焊接速度快，易于自動(dòng)化控制并且易于歸并到一個(gè)靈活的制造系統(tǒng)中，激光束改進(jìn)了廠家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)投產(chǎn)周期，降低了成品的廢品率。

2.激光焊接在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
采用激光焊接可以給汽車制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，如車身裝配中的大量點(diǎn)焊，把兩個(gè)焊頭夾在工件邊緣上進(jìn)行焊接，凸緣寬度需要16mm，而激光焊接是單邊焊接，只需要5mm，把點(diǎn)焊該為激光焊，每輛車就可以節(jié)省鋼材40kg。用傳統(tǒng)點(diǎn)焊焊接兩片0.8mm的鋼板沖壓件，平均是20點(diǎn)/min，焊距是25mm，即速度為0.5m/min，用激光焊速度可以達(dá)到5m/min以上。采用激光焊接技術(shù)，不僅降低成本，還大大提高了生產(chǎn)效率。
目前，一套千瓦級的激光加工機(jī)器人系