激光焊接技术在汽车中的应用毕业论文

专科生毕业设计（论文）

题目：激光焊接技术在汽车制造中的应用

学生姓名：………

系别：电气信息工程系

专业年级：2008级材料成型与控制技术专业

指导教师：……..

2011年6月20 日

摘要

激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一，与传统焊接技术相比有

着较为明显的优势。随着激光技术的不断发展和汽车工业柔性、模块化生产方式的需要，激光焊接技术在汽车领域的应用范围越来越广，所占比例也越来越高，可达激光

加工15%的份额。本文就激光焊接在汽车领域中的应用，从激光焊接的技术概况和激光焊接的发展趋势等方面进行综合论述。

关键词：激光焊接；优势；汽车；应用；发展

ABSTRACT

The laser welding is one of important aspects OF laser processing material processing technology application，and traditional welding technology has obvious advantages compared. With the continuous development of laser technology and auto industries of flexible, modular production mode, laser welding technology needs in automotive field of applied broader, more and more is also high proportion of laser processing, can reach 15% share. This paper in automotive field laser welding, laser welding the application Comprehensive discussion from the characteristics and development trend of laser welding etc. Key words :Laser welding ；Advantage；Automotive；Application ；Development

目录

第一章前言 (1)

第二章激光焊接技术概况

2.1 激光焊接的原理 (1)

2.2 激光焊接相对于普通焊接的优势 (2)

2.3 激光焊接过程控制 (3)

第三章激光焊接在汽车工业中的应用

3.1 汽车零部件的激光焊接 (4)

3.2 激光拼焊技术 (4)

3.3 汽车车身激光焊接技术 (5)

3.4 激光复合焊接技术在汽车车身制造中的应用 (5)

第四章激光焊接技术的前景及发展趋势

4.1 复合焊接 (6)

4.2 激光焊接的控制和激光焊接的模型 (6)

4.3 激光焊接的激光发生器及其工艺发展趋 (7)

4.4 激光焊接技术前景 (7)

结论 (7)

致谢 (8)

参考文献 (8)

第一章前言

激光焊接从上世纪 60 年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零件或器件的焊接到目前功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近40 年的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车、航空航天、国防工业、造船、海洋工程、核电设备等领域，所涉及的材料涵盖了几乎所有的金属材料。虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵，一次性投资大，技术要求高的问题，使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其中，激光焊接在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，也为许多大功率激光器制造商和激光焊接设备制造商提供了更为诱人的经济效益前景。这也是激光焊接能够吸引国内外越来越多的科技人员从事研究和技术开发的原因。本文综述了近年来国内外激光焊接技术概况以及激光焊接技术的发展趋势，并介绍了激光焊接在汽车零件和车身制造领域的典型应用。

第二章激光焊接技术概况

2.1 激光焊接的原理

激光焊接采用激光作为焊接热源，通过光学震荡器利用电能、化学能等原始能量将某些固态、液态或气态介质激发，产生相位几乎相同且波长近乎单一的光束，这些光束由于相位相同且波长单一，因而差异角非常小，可以传播较长距离，所以可以被高度集中起来加以利用。当激光束的功率密度足够大时，金属表面在激光束的照射下迅速升温，在极短的时问内可以达到沸点而发生汽化。当金属蒸汽以一定的速度离开金属熔池的表面时，会产生一个附加应力反作用于熔化的金属，使其向下凹陷，产生一个小凹坑。随着加热的继续进行，逐渐形成一细长的小孔。随着激光束的移动，小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方，凝固后形成焊缝(见图2-1)。焊缝的深浅与激光功率密度有关，当所用激光功率密度较低时熔深浅，深宽比较小。当激光功率密度较高时熔深大，深宽比也大，这时就比较易于形成深穿透性焊缝。目前包括座椅在内很多焊接工艺都是采用这种激光焊接技术。

图2-1 激光深熔焊原理

2.2 激光焊接相对于普通焊接的优势

图2-2 激光焊接在生产中的应用

相对于电阻焊、CO：焊和钎焊等焊接技术，激光焊接技术具有以下优势。

(1)激光焊接的速度很快，最快可达20m／min。．

(2)由于激光束光斑小(0．1～0．3mm)，功率密度高，加热范围小，速度快而且是

非接触焊接，因此残余应力和焊接变形很小，这一点对于焊接质量来说很重要。

(3)焊接强度更好。由于激光焊接有很小的热变形，而且对邻近的金属没有机械扭曲作用，因此激光焊接能保证所焊产品的强度。

(4)激光焊接可以大大减少预留的焊接边缘，减少搭接宽度和一些加强用的部件，因而可以降低材料的用量，优化设计，使座椅的设计更加柔性化。

(5)激光束易于聚焦，可通过反射镜或光纤改变光的走向，也可在工件周围进行再导弓f，因而它的可达性好，在其他焊接方法难以接近的工件部位也能进行焊接，这一