激光拼焊板技术及其在汽车行业的应用
汽车用激光拼焊板技术及其应用综述
汽车用激光拼焊板技术及其应用综述引言随着现代社会的发展和快节奏的生活，汽车在人们的生活中扮演者越来越重要的角色，人们对汽车行业的要求也越来越高，要求汽车的安全性和节能性，以及汽车的轻便性，这些要求直接促进了激光拼焊板技术在汽车行业的应用，目前这种技术已经在世界范围内广为应用。
在具体的汽车零件的生产过程中，主要是分离成形法和整体成形法。
分离成形法主要是是指单个的生产零件，然后再利用焊接技术将这些零散的部件焊接起来，形成汽车生产所需要的结构部件。
这种成形法的优点在于可以优化单个零件的性能，选择适宜的材料生产单个部件，将这些部件焊接起来也可以形成系统优势。
但是这样一来，将会加大生产中的加工和装配成本，并且由于单个零件的材料不同，再加上焊接时的节点重合，可能会增加汽车的重量。
而后者则简单的多，它是利用一台压机，将所需要的材料相同的零件在一块整体板材上生产的方法，这种方法从实际来看缺点是十分明显的，因为虽然材料可能相同，但是具体的零件的厚度要求等是不同的，这时候对于选择生产材料造成了影响，增大了成形难度。
以上两种是汽车零件生产中传统上应用的生产方法，其缺点都是增加了汽车自身的重量，降低了汽车的性能优化效果。
目前人们对汽车的要求越来越高，除了美观外，更要求汽车的轻便性、速度，而传统的部件生产方式无法满足这种要求。
因此，汽车生产领域结合传统方式的优缺点和现代机械技术，推出了一种新型的部件成形方式，即拼焊板冲压成形技术。
激光拼焊板技术是在激光焊接技术发展的基础上，结合汽车部件生产的需要而出现的一种新型的现代加工技术，主要的生产原则是利用高能量的激光，通过对不同类型和不同性能的材料的焊接，使得生产各个零件的材料集中在一张整体板块上，根据各个部件所需的材料进行冲压，满足零件对材料和厚度的不同要求。
激光拼焊板工艺在汽车行业的应用，有效地解决了传统部件成形方法中的缺点和问题，满足了不同部件的不同材料要求和不同工艺要求。
激光拼焊技术在车身制造中的应用
激光拼焊技术在车身制造中的应用摘要：激光拼焊板是一种新型的复合材料，与传统车身制造工艺相比，激光拼焊板不仅可以减少制件数量，简化工装设备和制造工艺，有效提升生产效率及材料利用率，降低整车的制造成本和装配成本，而且提高了产品精度，大大降低了零部件的制造及装配公差。
此外，激光拼焊板还可减少整车重量，进而大幅降低油耗，在实现轻量化的同时提升整车的抗腐蚀性能及抗冲撞性能。
在现代车身设计、冲压成形分析、模具加工制造等领域得到了广泛的应用。
基于此，本文对激光拼焊技术在车身制造中的应用进行了简要的探讨。
关键词：激光拼焊技术；车身制造；应用引言在汽车轻量化连接技术中，焊接适应于钢、铝合金、镁合金等同种或异种材料之间的连接，尤其是激光拼焊、激光钎焊、点焊和摩擦焊等焊接技术在汽车领域的应用更广泛。
本文主要对激光拼焊技术在车身制造中的应用进行了分析。
1激光拼焊技术概述激光拼焊技术是采用激光将相同或不同材质、板厚、强度及表面处理状态的板料拼焊成整体用于冲压成形件的加工工艺，具有减小结构自身质量、提高结构强度、减小噪声及降低生产成本等综合优势，从而能够在汽车轻量化中得到有效应用。
双相钢具有高强度和良好成形性，在获得同等结构强度情况下比传统钢材更能减小车身自身质量，广泛用于车身面板和结构件制造。
目前，国内外研究人员对双相钢激光拼焊的研究大多集中在DP590，DP780及DP980等双相钢的焊接性，研究了接头的宏观形貌及焊缝区和热影响区的微观组织；测试了接头显微硬度，并分析了接头软化机制；研究了接头拉伸失效机制和冲压成形失效机制；研究了激光功率、焊接速度、离焦量及保护气体等工艺参数对拼焊接头的微观组织和性能的影响，并对工艺参数进行了优化。
国内外学者对同质等厚和异质等厚双相钢（强度级别在1000MPa及其以下）激光拼焊研究较多，对异质不等厚双相钢激光拼焊研究较少。
2激光拼焊技术在车身制造中的应用2.1蒂森克虏伯TB（Tailoredblanks）—普通拼焊板。
激光拼焊技术在汽车工业中的应用
激光拼焊技术在汽车工业中的应用摘要：激光拼焊接技术近年来取得了高速的开展，获得了国际上汽车工业的普遍认可。
激光拼焊接技术可以将不同形状、不同材质、不同涂层的钢板自动焊接成一块整体的板材，满足不同零部件对板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同时，可以有效减少焊接的本钱、减少汽车的生产工序，可见激光拼焊接技术在汽车工业上的应用具有广大的开展前景，本文对激光拼焊接技术在我国汽车工业的应用进行了探讨。
关键词：激光拼焊接技术；汽车工业；应用；探讨随着经济的开展和人们生活质量的提高，汽车逐渐成为了人们生活中不可或缺的必需品，汽车的遍及给人们的生产生活带来了极大的便利，但同时也带了大量的问题，包括能源的耗费、环境的污染以及一系列的平安隐患等。
汽车的平安性和稳定性关系到每一个人，在确保汽车平安性和稳定性的前提下，减少汽车的自身重量来到达减少能源耗费、缓解能源危机的目的将是未来汽车工业开展的方向和趋势，激光拼焊接技术可以很好的帮忙人们实现这一目标。
1激光拼焊接技术的含义激光拼焊接技术是汽车工业的所有焊机技术中最具开展潜力的焊接技术，同时也是较为新颖的焊接技术，最初是开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应用最为广泛，采用激光拼焊的方式不仅可以有效减少汽车的零部件数量、构件重量，还能显著提高汽车的结构质量以及汽车整体的稳定性，使材料得到充沛利用，实现汽车产业的高效、高质的开展，保持汽车产业的生命力以及活力。
2激光拼焊接技术的产品使汽车构件可以朝着更加轻量化的方向开展，从而缓解能源危机、实现节能减排的目标是激光拼焊接技术在汽车工业领域得到广泛使用的主要原因，激光拼焊接产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产工序包括待焊拼焊板的准备和激光焊接，具体是指将两块或两块以上的、相同厚度或者不同厚度的材料连接在一起而形成的一种新的产品。
激光拼焊板的优势在于它可以很好的实现设计的要求，将各种不一样的材质物尽其用，实现最优的组合配置，极大的减少了汽车工业的生产工序、构件重量，使汽车结构的性能显著提升。
激光拼焊技术在汽车车身焊接中的应用
激光拼焊技术在汽车车身焊接中的应用摘要：当前形势下，激光焊接技术已在汽车制造中得到了迅速的推广与普及，有相关数据显示：在西方发达国家，大约有70%的汽车零部件都是通过激光焊接技术完成的，激光焊接技术不仅可以实现厚度不同钢板的焊接，还可完成对车身的组装，并已受到了业内人士的一致好评。
关键词：激光焊接；汽车制造；质量引言在汽车制造的过程中，由于对零部件的质量要求非常高，因此需要对大量的零件进行精加工和测试。
在车身焊接、零部件焊接、厚板拼焊等方面，激光焊接技术的应用以其自身工艺的优越性、安全性、节能环保等特点受到了青睐并得到广泛应用。
因此，了解激光焊接技术的优缺点并加强对激光焊接技术的应用，对进一步提升汽车制造的整体安全性和质量精度有着重要的意义。
1激光拼焊技术的基本概念激光拼焊技术是指采用先进的激光技术及设备，将一定数量的不同材质、厚度、涂层的钢材、铝合金等材料通过自动拼合和焊接组成一块整体板材，通过冲压制造成为零部件，用以满足不同的零部件因作用不同而需具有不同材料性能、厚度及抗腐蚀性等要求。
这一技术是基于激光焊接技术的成熟发展及应用而衍生出的现代加工工艺技术，其主要的特点是焊接速度较快和质量较高，且激光的精密性还保证了焊接效果的精准性，生产效率极高。
2激光焊接技术特点分析激光焊接技术与传统的焊接技术相比较而言，其优势主要体现在以下几个方面：①热影响区域小。
激光焊接技术在汽车制造中的应用，其焊接过程主要是将激光束直接打入被焊接部位，使激光束被焊接区域内热影响范围变小，基于激光焊接技术的这一特点，现已被广泛地应用到精密化要求程度高的零件生产和加工环节中，并有效解决和克服了其在焊接过程中的收缩、变形等难题。
②焊接要求高。
激光焊接技术在汽车制造中的应用，由于其本身具备了大量的能量，所以在具体的应用过程中不仅不会对周围的自然环境带来影响，还能有效保证整体焊接质量的提高。
③灵活性高。
在对汽车隐蔽部位的焊接过程中，激光焊接技术同样得到了业内人士的一致好评，而焊接工作人员仅需不断调整焊接的方向，就能实现焊接部位的精准定位。
汽车车身焊接的新技术和发展趋势
汽车车身焊接的新技术和发展趋势汽车工业正朝着环保低碳、节省能源、安全性、舒适性和车身轻量化方向发展,焊接技术是汽车制造业中的重要环节,随着许多焊接技术可靠性、经济性和耐久性的提高,带有智能化、数字化、逆变技术的焊机将更广泛地应用到生产中。
激光拼焊板技术、激光复合焊技术、机器人应用技术、中频电阻点焊技术、恒热控制电阻点焊技术、磁脉冲焊接技术、汽车薄板MAG焊技术、压铆连接技术和胶接技术将在汽车车身制造中得到更广泛的应用,能够适应多种车型、经济性好的混流柔性焊装线技术将越来越受到青睐。
1汽车车身焊接的新技术1.1 激光拼焊板技术拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板,再冲压设备落料、拉延、冲孔、整形而形成冲压件,从而达到不同承载不同板厚的设计要求。
拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务,尤其在车身零部件生产、制造和设计方面,采用激光拼焊板可以给汽车制造业带来巨大的经济效益。
如车身装配中的大量点焊,焊钳在工件边缘上进行焊接,搭接宽度需要16mm,而激光拼焊板无需搭接,点焊改为激光拼焊技术可以节省钢材。
1.2 激光- MIG 复合焊技术激光焊与电弧焊是两种不同的焊接工艺,激光焊是通过光纤将能量传输到工件上,而电弧焊则是通过弧柱传输能量。
激光焊的热影响区非常窄,焊缝的深宽比很高,具有较高的焊接速度。
但由于焦点直径很小,所以焊缝“搭桥”能力很差。
激光复合焊技术是将这两种焊接技术有机结合起来,激光束和电弧同时作用于焊接区,互相影响和支持,从而获得优良的综合性能,在改善焊接质量和生产工艺性的同时,也提高了效率成本比,为铝车身的焊接提供一种全新的焊接工艺。
激光热丝钎焊可以减少车身焊点数目、优化材料用量、降低零件重量、提高尺寸精度,既降低了板材使用量也提高了车体的刚度,同时降低车身重量,符合汽车轻量化的发展趋势,但是激光焊接系统的高昂价格制约了它的应用。
1.3 机器人应用技术机器人按照在焊装车间的用途可以分为:点焊机器人、弧焊机器人、涂胶机器人、螺柱焊机器人、装配及持件机器人和激光焊接机器人。
激光焊接在汽车行业中的应用
激光焊接在汽车行业中的应用（上）美国三大汽车集团（通用、福特、克莱斯勒公司）、欧洲汽车制造公司（如RENAULT、VOLVO、AUDI、BENZ和BMW 公司）生产线上采用大量激光焊接机器人，德国大众公司在Audi A6、Golf A4、Passat 等品牌车型的车顶均采用激光焊接。
奔驰、宝马、大众、沃尔沃等众多国际知名汽车公司都已将激光焊接技术大量应用在车身制造工艺中，以保证产品质量和技术先进性，这意味着现代汽车制造已离不开激光焊接。
1、激光焊接介绍在汽车车身制造中，激光焊接应用较为成熟的是车顶激光焊和后盖激光钎焊技术以及坯板的拼板焊。
激光焊工艺具有减轻车身重量，增加车身刚性等优点。
激光焊与常规钎焊、CO2焊之比较，见表1。
表1 激光焊、钎焊与CO2焊的比较激光焊与电阻点焊在汽车生产中的应用比较见图1、图2。
可以看出，激光钎焊外观美观，可作为外观面处理，节省阻焊所需要的装饰条。
图1 顶盖激光钎焊与电阻点焊的比较图2 电阻点焊与激光钎焊在顶盖应用的外观对比图2、激光焊接汽车应用案例国外汽车品牌先后于上世纪八十年代逐步采用激光焊应用于汽车车身制造，国内武汉法利莱切割系统工程有限公司通过技术攻关，凭借自主品牌激光焊接设备，先后成功竞标神龙、江淮及通用项目，打破国外技术垄断。
激光焊接应用于汽车行业主要表现在以下几个方面：2.1 车顶激光钎焊图3 车顶与侧框外板的搭接示意图图4 车顶焊接示意图在车顶的机器人编程及焊接实践中，关键在与确定焦点的大小和相对位置。
如图4所示，锥形体代表入射激光，斑点代表落在焊缝表面的激光焦点，两个搭接的阴影块分别代表待焊的车顶和侧围零件。
调整聚焦镜组与焊缝上下的距离L就可以改变焦点的大小，调整左右的距离便可确定焦点相对于车顶和侧框的位置。
2.2 激光拼板焊激光拼焊板既是钢铁工业的延伸产品，又是汽车工业的重要原材料之一，在钢铁和汽车制造业中占有重要地位。
激光拼焊是将不同厚度、强度、材质钢板，“剪裁”成合适尺寸和形状的坯板，然后用激光焊接成能进行冲压的板材。
浅谈激光拼焊板在汽车车身上的应用
２ 激 光 拼 焊 技 术来 源
激光 拼焊板 源 于２世 纪８ 年代 ， 现在 地对 准 工件 对 合线 。 一 张 拼焊 每
板 质量 检测 结果可 全程 跟踪并 精确识 别 。
当 时 主 要 是 为 了 解 决 钢 厂 轧 出 的 钢 板 板 宽 不 够 的 问
①不 增加焊 缝高 度 ， 低焊缝 区域 的体积 。 降
② 焊 缝 处 的 热 应 变 值 较 低 ， 影 响 区小 ， 过 激 光 热 通
束 的 聚 焦 给 工 件 边 缘 提 供 焊 接 所 需 的 高 能 量 ， 焦 点 聚 的 直 径 可 以 达 到 零 点 几 ｍｍ， 留 了 材 料 的 原 有 成 形 保
板 技 术 是 基 于 成 熟 的 激 光 焊 接 技 术 发 展 起 来 的 现 代 加
工 工 艺技 术 。 光焊 接 的特 点 是能 度 高 、 填 料 、 搭 激 无 无 接 、 深 大 、 接 速 度快 等 。 而激 光 拼焊 板技 术 具有 熔 焊 故 以下特点 ：
特 定 的 零 件 装 配 汽 车 ， 减 轻 汽 车 重 量 ， 少 材 料 消 对 减 耗 ， 少 加 工 工 序 ， 低 生 产 成 本 ， 高 生 产 效 率 ， 高 减 降 提 提
性能。
③焊缝 较狭 窄且 平整 ， 冲压成形 性 能影 响较小 ， 对 消 除 了成 形 过 程 中 的 不 利 影 响 。
目标 ， 在 这 方 面 做 得 最 为 成 功 的 就 是 激 光 拼 焊 板 技 而
术 。 用 激 光 拼 焊 板 能 有 效 降 低 汽 车 生 产 成 本 １％ ～ 使 ０
安全性 能都有 十分 重要 的作用 。 因 其 组 合 自由 ， 将 不 同 的 钢 板 进 行 拼 接 ， 此 技 可 故 术 一 推 出 ， 将 此 类 钢 板 称 为 拼 焊 板 。 车 工 业 在 降 低 便 汽
激光拼焊板在汽车工业中的使用状况及发展趋势讲解
激光拼焊板在汽车工业中的使用状况及发展趋势
汽车工业是激光加工重要的应用领域，占激光加工15%的份额，激光焊接、激光切割、激光标记、激光打孔等都有着广泛的应用。
下面就激光焊接在汽车工业中的应用作简要的说明。
激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接。
激光焊接的特点是被焊接的工件变形极小，焊接深度/焊接宽度比高，因此焊接质量比传统的焊接方式好。
随着激光焊接技术的日益成熟，被大量地应用在汽车工业的生产线上，如汽车车身的立柱、门内板、纵梁地板、行李仓盖、整体侧围及底板的高速拼焊，汽车变速箱齿轮的焊接等得到广泛应用，并取得了巨大的经济和社会
效益。
据有关资料统计，在欧美发达工业国家中，有50%~70%的汽车零部件是用激光加工来完成的，其中主要以激光焊接和切割为主。
激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，逐步取代传统的焊接方法。
例如大众公司采用激光焊接成套设备已达700多台套。
自从国际钢铁协会提出超轻量钢制车身的规划以来，国外工业发达国家均加大了对车身轻量化技术的研发力度和推广应用新技术的速度。
在实现车身轻量化的先进制造技术中，激光拼焊板的研发与应用，成为汽车界和冲压界研究的热点。
完善激光拼焊板的制造工艺、开发高效自动化拼焊钢板生产线、研究拼焊板的冲压成形性能与成形极限、针对汽车车身典型覆盖件对采用拼焊板时的成形工艺进行研究等成为当今汽车界的热门课题。
激光拼焊板技术简介_激光拼焊特点及应用
激光拼焊板简介及特点及应用什么是激光拼焊板？拼焊板是将几块没有同材质、没有同厚度、没有同涂层的钢材焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的没有同要求。
激光焊接凭着多项显着的优点，非常适合用于消耗拼焊板。
激光拼焊板简介--技术的发展传统上汽车车身零件有两种成形方法：分离成形战整体成形。
其中，分离成形方法是利用没有同的压机分别成形单个零件，然后将各个零件焊接起来组成目标部件。
这种方法虽然提下了材料选择的灵活性，但同时也增加了冲压战加工本钱、装配本钱以及形状配合问题，并且由于点焊时材料的重迭额外增加了车身的重量。
整体成形方法则是在一台压机上将一块整体板同时成形几个零件。
从车身结构设计的观点来看，每个车身零件具有没有同的厚度战抗腐蚀性能要求，假如是单一板成形，必须对所有零部件的材料采取相同的等级、镀层类型战材料厚度，导致对某些零件的选材裕度过大，从而增加了车身的重量，提下了本钱，并且还会增大成形易度。
这是整体成形方法与分离成形方法相比的一大缺点。
为了降低车身重量、提下车身的装配精度、增加车身的刚度、降低汽车车身制造过程中的冲压战装配本钱，减少车身零件的数目同时将其整体化是非常必要的。
因而，一种同时克服传统分离成形方法战整体成形方法的缺点的消耗形式――拼焊板冲压成形发展起来了。
激光拼焊板简介-技术特点以车门内板为例：为了保证功能的需要，车门内板的主体必须有必然的柔性，而门板的前、后部需要有必然的强度。
假如采取传统的冲压成形方法就需要另外设计增强板，而采取拼焊技术，可先将三块没有同厚度的钢板拼焊成一块整板，便可冲压成形。
激光拼焊板技术是基于成生的激光焊接技术发展起来的现代加工工艺技术。
激光焊接的下能密度、无填料、无搭接、深熔、速度快等特点，使得激光拼焊板技术具有以下特点：焊缝处的热应变值较低，热影响区小，通过激光束的聚焦给焊接边缘提供需要的下能量，聚焦点的直径可以达到零点几个毫米，保留杰出的材料成形性能；焊缝较狭窄且平整，消除成形过程的没有利影响，避免了破坏工具、模具的危险；焊接消耗效率下，能够真现下度自动化。
奚松山：激光拼焊技术的优点以及其在汽车行业的应用
激光拼焊技术的优点以及其在汽车行业的应用奚松山激光拼焊技术的出现使得汽车生产制造从整车制造商向材料供应商转移。
激光焊接技术是蒂森克虏伯公司在不断适应风云变幻的市场情况下与我们的客户一起共同研制的。
最新的研究成果和生产设备、数控生产技术、产品质量的严格把关，再加上我们对客户的竭诚服务使我们能够不断满足客户的各种制造要求。
激光拼焊板的各项应用使得这项技术能给使用者带来一系列的好处，具体概括如下：- 优化零部件制造工艺，降低重量和生产成本;- 更少的部件数量使采购环节得以简化，同时提高了零部件的尺寸精度;- 部件的减少伴随生产设备的减少和制造工艺的简化，使生产效率提高同时投资减少;- 由于不再需要加强板，也没有搭接接缝，使层积构件的抗腐蚀性能大大提高;- 搭接接缝的减少也使以前所必需的密封工作和密封材料不再必要，降低成本的同时也使生产过程更加环保;- 拼焊板的成形加工性能和母材基本保持一致;- 不同材质、不同厚度和不同涂层的组合使部件的冲压性能得以最大发挥;- 精心选择材料的厚度和质量，使零部件的强度和碰撞特性得到本质的改良。
激光拼焊板主要应用于汽车工业，但是它也可以应用于其他需要优化零部件和组装性能的领域例如家用电器工业。
拼焊板使用的技术问题，最主要的是由焊缝区组织变化所造成的成形性能下降和焊缝移动等因素引起的工装制造难题。
1.拼焊板的冲压成形性能对拼焊板成形性能的研究表明：(1)激光焊接后的焊接接头部位强度比母材部分有一定程度的提高，厚度比率的变化对强度的影响没有材料等级比率变化影响大，不同等级材料的焊接接头强度主要取决于低强度等级的材料。
(2)焊接接头部位成形性能比母材有一定程度的降低，随拼焊厚度差异和强度差异的增加，成形性能降低。
(3)对于不等厚拼焊板，拉伸方向与焊缝方向相同时，拼焊板塑性变形能力明显降低，薄侧比例越小则降低越多。
(4)拼焊板的拉伸破坏方式一般有两种：一是当焊缝与拉伸方向一致时，由于焊缝的塑性比母材低，焊缝部位往往被拉断;二是当焊缝与拉伸方向垂直时，薄侧母材容易产生过量减薄而拉裂。
激光拼焊在汽车制造工艺中的应用
激光拼焊在汽车制造工艺中的应用发布时间：2022-11-14T07:16:59.048Z 来源：《科技新时代》2022年13期作者：周扬、吴亮[导读] 未来汽车发展的整体趋势就是节能、减排、减重、提升安全性等周扬、吴亮长城汽车股份有限公司·河北省汽车技术创新中心，河北保定 071000摘要：未来汽车发展的整体趋势就是节能、减排、减重、提升安全性等，因此，在汽车制造中会广泛应用激光拼焊技术，为了有效减轻车身的质量，保证汽车的整体性能，还需要考虑在车身的构件上应用激光拼焊板。
到了冲压步骤的时候，需要合理应用材料，这样就可以降低浪费资源及资源闲置的可能性，缩减投入资金额度，至此，激光拼焊技术或将成为汽车制造行业的发展方向。
关键词：激光拼焊；汽车制造工艺；应用引言激光拼焊较高的经济价值对车企有很大的诱惑，未来激光拼焊工艺将在汽车制造中有很大的发展空间，也会逐步应用在车身焊接上以取代传统的焊接工艺。
高自动化、高智能化的生产线正在推动着车企替换原有的传统焊接工艺，同时推动汽车制造步入全自动化的生产制造。
1激光拼焊技术的工作原理及技术优势1.1激光拼焊技术工作原理直线焊缝、人字形焊缝、丁字形焊缝中都可以应用激光拼焊技术，该技术可以直接忽视材质、不同形状、厚度等不同的影响因素，焊接的零部件表面更加平整。
构成激光拼焊系统的方面包含焊缝跟踪单元、吸烟除尘部分、质量检测部分、激光拼焊部分等，激光拼焊部分承担着整个激光拼焊加工过程中最重要的角色，应用激光焊接头焊接焊缝、调整焊缝的位置、检查焊缝质量。
激光焊接头也是激光头组件的一个重要内容，完整的激光焊接头还有跟踪摄像头、焊缝质量检测摄像头。
其它有关功能单位的支撑件与载体都是工作台的框架，工作台框架的三个基准面安装在激光焊接单元、排烟位置、背部排渣等位置，这样完整激光拼焊系统可以保证汽车工业的稳定可持续发展。
除此之外，追踪与检测系统属于一个集成性系统，激光视觉传感器、执行机构、跟踪控制器都属于焊接跟踪的组建，激光视觉传感器在激光焊接头两端安装，实时感应以及监控焊接过程，将追踪到的结果用图像的方式呈现出来，与质量检测零部件组合在一起，分析及检测追踪结果，及时发现焊接过程中存在的问题。
激光焊接技术在汽车工业领域的运用及问题探讨
激光焊接技术在汽车工业领域的运用及问题探讨摘要:激光拼焊、激光切割、激光深熔焊、激光钎焊等工艺目前已广泛运用于包括汽车、航空等各工业细分领域。
它具有焊接高效、焊接强度高、焊缝美观、耐久度高等优势。
但与此同时，激光焊也存在着一定的局限，例如：对焊接装配精度要求较高、工装精度要求高、整套系统的成本较高、一次性投资大等。
本文主要从焊接工艺及尺寸角度，对激光焊接产生的问题进行探讨。
关键词：激光焊接技术;汽车工业领域运用;问题探讨引言激光焊接技术具有很高的效率和灵活性，可用于汽车车身和汽车各个部件的焊接、降低车身的整体重量、提高汽车车身的装配精度、提高安全性以及降低汽车制造中的装配和冲压成本，因此如何有效地使用激光焊接技术是汽车制造商必须考虑的问题，并进一步详细介绍了激光焊接技术(激光焊接技术)的使用方法。
1.激光焊接原理激光焊缝的原理是，高强度激光直接接触金属表面，在焊缝中形成能量集中的热区域，使焊缝熔化形成固体钎焊，激光焊缝具有脉冲激光焊缝，脉冲激光焊缝又分为基于焊接原理的热焊缝和激光焊缝，这些材料主要用于简单而薄的材料连续激光焊接，而厚板激光焊接材料的切割也有一定的限制，例如零件精度要求高，焊缝易出现疏松及气孔等质量缺陷。
2.激光焊接技术在汽车工业领域的运用2.1激光切割工艺激光切割在汽车生产制造过程，一个主要的问题是由于基准转换带来的零件尺寸偏差及稳定性问题。
如某汽车车身大量采用高强度钢板，零件的所有孔位均需要热压成型后由激光切割完成。
在激光切割过程中仅有零件的型面参与定位，切割的尺寸稳定性较传统定位低很多。
针对该问题，可以从定位基准设计角度考虑优化。
首先是定位基准的位置，定位基准应均匀分布在零件中，确保零件重心距定位基准距离较为平均，且定位基准尽可能布置在宽大、稳定的平面上。
其次，零件切割的定位点最好与模具基准点保持一致。
大部分激光切割夹具并未设计夹紧功能，虽然提高了生产节拍，但是考虑到尺寸的稳定性，在定位基准不宜布置或稳定性差的区域应设计夹紧，必要时可考虑利用光学设备进行型面检测，在激光切割时作一定的公差补偿。
激光焊接技术在汽车领域的主要应用分析
激光焊接技术在汽车领域的主要应用分析激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点而受到航空航天、机械、电子、汽车、造船和核能工程等领域的普遍重视。
尤其在汽车生产中，无论是车身组装还是汽车零部件的生产，激光焊接都得到了广泛的应用。
据有关资料统计，欧美工业发达国家50% ～70%的汽车零部件都是用激光加工完成的，其中主要以激光焊接和切割为主，激光焊接在汽车生产中已成为标准工艺。
激光焊接应用技术1、汽车车身激光焊接技术汽车车身是典型的薄板壳结构，由低合金高强度薄钢板经冲压、剪裁、整形制成覆盖件，并经焊接装配而成。
车身装配中焊点可达几千个，传统焊装采用的是电阻点焊工艺。
电阻点焊工艺是用两个电极从两个方向压紧工件，在两块搭接件上加压并通电，使接触面间形成焊点而将工件焊在一起。
为满足结合和外形要求，各焊点间要保持一定间隔。
点焊时焊钳在工件边缘下进行焊接，凸缘宽度需要16mm；而激光焊为单边焊接，凸缘宽度只需5mm。
把点焊改为激光焊，仅此一项每辆车就可节约钢材40kg。
激光焊接形成的窄而深的焊缝容易使工件焊透。
激光头和待焊件之间无任何机械接触，不存在加工机械应力。
激光焊缝的拉伸强度和疲劳强度与母材相当，符合承载力要求，这样可使构件材料减薄，车身重量减轻。
同时，由于激光焊接采用计算机控制，所以具有较强的灵活性和机动性，可以对形状特殊的门板、挡板、齿轮、仪表板等进行焊接。
加上光纤传输系统和机械手，就可实现汽车装配生产线的自动化。
采用拼焊板的汽车零部件2、激光拼焊技术激光拼焊技术是激光焊接应用于汽车制造业最成功、效益最明显的一项技术。
汽车工业最初应用拼焊板时，主要是为了解决轧机轧出的钢板板宽不够的问题，通过拼焊技术来满足汽车工业对宽板的要求。
随着汽车工业的发展，拼焊板向着差厚板方向发展，即可将不同厚度的钢板拼焊，这时才真正达到了汽车钢板拼焊的目的。
激光拼焊技术是在进行车身制造时，根据车身不同部位的性能要求，选择钢材牌号、种类、等级和厚度不同的钢板，通过激光裁剪和拼焊，将车身某一部位如侧围、底板、车门内门、支柱等拼焊起来再冲压成形，目的是在保证车身强度的前提下，降低车身重量。
激光拼焊在汽车制造工艺中的应用研究
激光拼焊在汽车制造工艺中的应用研究摘要：激光拼焊是一种高效、精确的焊接技术，在汽车制造工艺中有着广泛的应用。
随着汽车工业的发展，对于焊接工艺的要求越来越高，激光拼焊因其独特的优势逐渐成为汽车制造领域的焦点研究对象。
本文立足于某营销中心的激光拼焊更换工装操作法为例，分析激光拼焊在汽车制造工艺中的应用。
关键词：激光拼焊；汽车制造；工艺；应用引言：激光拼焊在汽车制造中的应用主要体现在以下几个方面。
首先，激光拼焊可以实现高精度的焊接，能够在微小的焊接区域内进行焊接，从而减少了焊接热影响区域，降低了变形的风险。
其次，激光拼焊可以实现高速焊接，大大提高了焊接效率。
这对于汽车制造行业来说尤为重要，可以缩短生产周期，提高生产效率。
一、关于激光拼焊更换工装的操作方法背景在某营销中心，有27条与瑞士SOUTEC类似的激光焊接生产线。
这些生产线主要由机器人焊接系统组成，包括激光器、机械手、焊机主体以及辅助设备等。
虽然这批设备的自动上料功能已经得到了基本的改进，但工装的替换仍然依赖于人工操作。
由于工装数量大，且每个工装上又有多个工位，因此需要一个专门的机械手来对不同位置的产品进行抓取和放置。
中间位置的定位挡块以及上料手臂上的端吸器定位装置都需要进行手动调节。
由于每次更换工装时都要重新将上料件移出工位并放置到对应的位置处再安装新的夹具。
工装更换的每一次时长都落在40-45分钟的范围内，这不仅降低了更换的效率，而且人员的配置得不到优化。
此外，对于一些形状复杂的工件，更换过程中可能会造成产品报废，增加生产成本。
因此，频繁地需要进入穿梭装置的内部来更换和调整工装，这无疑增加了一定程度的安全隐患。
为了解决上述问题，研发设计了一款自动更换工装设备来替代原有的手工更换工装。
这家公司制造的激光拼焊技术主要应用于汽车零部件的连接板件和箱体板制造中，但现有的焊接机型结构需要手工更换工装，无法满足市场的多样化需求。
同时，由于缺乏足够的熟练操作工人，这也影响了整体的工作效率。
激光焊接技术在汽车工业中的应用
激光焊接——汽车齿轮
液压挺杆激光焊接
塑料零部件的激光焊接
激光焊接塑料的基本原理 是：两种塑料在低压力下 被夹紧在一起，激光穿过 一个制品，然后被另外一 个制品吸收，吸收激光能 量的制品将光能转化为热 能，在塑料的接触面熔化， 形成一个焊接区。绝大多 数本色的塑料和许多有色 的半透明塑料都能实现激 光焊接（图如），例如聚 苯乙烯（PS）、聚氯乙烯 （PVC）和聚苯烯（PP）等 材料
焊接工 精度 艺 激光焊 精密 钎焊 精糙
变形 小 一般 大 大
热影 响 很小 一般 大 大
焊缝 质量 好 一般 一般 一般
焊料 无 需要 无 需要
使用 条件
整体 加热 需要 电极 需要 电极
电阻焊 精糙 氩弧焊 一般
等离子 较好 焊 电子束 精密 焊
一般
小
一般
小
一般
好
需要
无
需要 电极
需要 真空
激光焊接原理
激光焊接是以激光作为热源， 以机器人作为运动系统。激 光热源有着极高的加热能力， 其发出的激光，依靠偏光镜 反射作用，将激光光束反射 后汇聚聚焦装置，把大量的 能量集中在很小的聚焦点上， 从而使聚焦点上拥有巨大的 能量，实现了能量密度高， 加热集中的目的，从而使接 触的材料融化、冷却实现焊 接。
激光焊接技术的明天
激光焊接技术在汽车领域的大量成功应用显 示出了激光焊接极其强大的生命力和非常广 阔的应用前景。 随着激光器制造技术的发展，以及我国汽车 工业的快速发展，激光焊接技术将会获得越 来越广泛的应用。激光焊接技术及其他激光 加工技术一定会在将来有更大的发展，成为 汽车业中重要的加工方。
激光焊接系统
在实际的工业加工中焊接系统包括：
浅析激光拼焊板在汽车制造自动化中的应用及相关工艺
浅析激光拼焊板在汽车制造自动化中的应用及相关工艺摘要：汽车工业一直致力于在汽车制造过程中不断追求和完善车辆的节能、降耗、减排、环保、安全、自动化等，在不降低汽车结构稳定性的基础上,尽量减轻车重及有效的增强汽车外板件的稳定性,而激光拼焊技术的引进和推广使激光拼焊板在汽车制造中的应用越来越广,她使汽车工业的脚步距离追求的目标更近一步。
有效的解决了这个问题,被誉为当今汽车工业最成功的一项新技术之一。
目前，几乎所有的著名汽车制造商在其其汽车生产工艺中都采用增加了激光拼焊技术，而且激光拼焊板的重量占整车重量也越来越大。
，超过半数的新型钢制车身结构中已采用了拼焊板制造工艺。
本文主要介绍了激光拼焊技术板技术的优势，激光拼焊板技术板在汽车制造中相关工艺及其应用现状。
关键词：激光拼焊、激光拼焊板；汽车制造；工艺；应用，自动化激光拼焊板技术是基于成熟的激光焊接技术发展起来的现代加工工艺技术，是通过高能量的激光将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢板或者有色金属板材，切割成一定尺寸和形状，用激光束将其焊接成一块整体板的过程,.。
焊接形式分为直线焊接和曲线焊接两种，生产方式有半自动和自动化生产两种，焊接设备主要有国产和进口两类，主要区别在于国产设备多数没有在线检测功能。
激光拼焊板解决了汽车零部件不同部位对材料不同性能的要求和汽车零件超宽不易制造的问题。
解决了人们对能源、环境、安全、成本的要求。
是汽车制造中不可缺少的产品之一。
激光拼焊技术制造的激光拼焊板在汽车制造自动化过程中可降低零件数量，减轻车身重量，增强汽车强度，降低人工和原料成本。
然后把这种拼焊板冲压成特定形状的汽车零件, 以满足零部件不同部位对材料不同性能的要求。
拼焊板工艺的出现解决了由传统单一厚度材料所不能满足的超宽板及零件不同部位具有不同工艺性能要求的工艺问题。
这种工艺可减轻汽车重量,减少材料消耗，精简加工工序,提高生产效率,降低成本,所以倍受业界各汽车生产厂家的青睐。
激光焊接设备在汽车制造行业的应用案例分析
激光焊接设备在汽车制造行业的应用案例分析激光焊接作为一种高效、精准的焊接方法，已经在多个行业得到广泛应用。
在汽车制造行业，激光焊接设备的应用也逐渐增多，为汽车制造商带来了许多优势。
本文将通过多个真实案例来分析激光焊接设备在汽车制造行业的应用，重点探讨其应用效果、成本效益和行业趋势。
首先，我们来看一个汽车制造领域中激光焊接设备的应用案例——车身焊接。
车身焊接是汽车制造过程中最为重要的一环，也是最具挑战性的焊接任务之一。
传统的点焊技术在焊接车身时存在一些问题，比如焊点容易断裂、焊接变形、焊缝质量不稳定等。
而激光焊接设备通过直接使用激光束进行焊接，可以提供更均匀、更快速的焊缝质量。
实际案例中，一家汽车制造商引入了激光焊接设备来进行车身焊接。
使用激光焊接，可以减少焊接时间、提高焊缝质量，并且可以减少传统焊接所需的工艺步骤。
激光焊接设备还可以实现自动化操作，减少人力投入，提高生产效率。
此外，激光焊接设备可以更精确地控制焊接热源，避免过热或过冷的情况发生，从而减少焊缝变形的可能性。
这对于提高汽车制造的质量和可靠性非常重要。
除了车身焊接，激光焊接设备在汽车制造行业中还有其他应用。
例如，它可以用于汽车座椅的焊接。
传统的焊接方法可能会损坏座椅的材料，而激光焊接则可以更精确地焊接座椅的金属部件，避免材料的破坏。
此外，激光焊接设备还可以应用于汽车引擎的焊接。
在汽车引擎中，传统的焊接方法可能会导致材料的热变形，从而影响引擎的性能和寿命。
而激光焊接则可以产生较小的热影响区域，减少热变形的可能性，提高引擎的质量和性能。
激光焊接设备的应用在汽车制造行业中不仅可以提高焊接质量和效率，还可以降低成本。
虽然激光焊接设备的投资成本较高，但通过减少人工、增加自动化和提高产品质量，汽车制造商可以快速收回投资。
另外，激光焊接设备还可以减少材料的浪费。
由于焊接过程更加精确，激光焊接可以减少材料损失的可能性。
这对于环保意识日益增强的汽车制造行业来说尤为重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
激光拼焊板技术及其在汽车行业的应用
传统工艺中汽车车身零件有两种成形方法：分离成形和整体成形。
分离成形方法是将大型零件分成小型单个件分别成形，然后焊接成部件，其优点是可以根据各部位的要求选择不同材质、不同厚度的材料；缺点是需要更多的工装模具和设备的投入，制造成本较高，同时焊接总成的配合精度和整车质量也有所下降。
整体成形法是用整体板料直接成形大型零件。
主要的优点是工装模具和设备的投入大大减少，制造成本相对较低，产品质量得到了提高；缺点是必须对零件所有部位采用相同材质和相同厚度的材料，难以很好的实现结构优化的需要。
激光拼焊板技术
激光拼焊板技术是基于成熟的激光焊接技术发展起来的现代加工工艺技术，是通过高能量的激光将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板再冲压生产，以满足零部件不同部位对材料不同性能的要求。
拼焊板工艺的出现解决了由传统单一厚度材料所不能满足的超宽板及零件不同部位具有不同工艺性能要求的工艺问题。
图1为分别成形、整体成形和激光拼焊成形生产轿车侧围外板的示意图。
图1 轿车侧围外板成形方法比较
激光拼焊板的优势
采用激光拼焊板有着巨大的优势，可以给汽车制造业带来显著的经济效益，主要体现在：使整车零件数量大大减少，简化了点焊工艺，提高了车身尺寸精度减少了质量问题，材料厚度的可变性保证了对重要位置的强化等方面。
图2所示为东风中型车驾驶室整体顶盖采用激光拼焊板成功进行生产的实例，图3所示为东风重型车分离成形后焊接的顶盖总成示意图。
拼焊整体冲压比分件冲压取得了明显的经济效益：模具投资由原先的490万元减少到360万元；减少了设备占用面积和操作人员数量；零件重量由于搭接面的减少而降低了0.55kg，材料利用率达到了相对最高的76.8%，材料消耗减少了5.33kg/辆。
图2 中型车一排半驾驶室整体顶盖
图3 重型车标车前后顶总成
激光拼焊板的冲压成形工艺性
拼焊板使用的技术问题，最主要的是由焊缝区组织变化所造成的成形性能下降和焊缝移动等因素引起的工装制造难题。
1.拼焊板的冲压成形性能
对拼焊板成形性能的研究表明：
（1）激光焊接后的焊接接头部位强度比母材部分有一定程度的提高，厚度比率的变化对强度的影响没有材料等级比率变化影响大，不同等级材料的焊接接头强度主要取决于低强度等级的材料。
（2）焊接接头部位成形性能比母材有一定程度的降低，随拼焊厚度差异和强度差异的增加，成形性能降低。
（3）对于不等厚拼焊板，拉伸方向与焊缝方向相同时，拼焊板塑性变形能力明显降低，薄侧比例越小则降低越多。
（4）拼焊板的拉伸破坏方式一般有两种：一是当焊缝与拉伸方向一致时，由于焊缝的塑性比母材低，焊缝部位往往被拉断；二是当焊缝与拉伸方向垂直时，薄侧母材容易产生过量减薄而拉裂。
此外，拼焊板在实际使用中不仅要关注其成形性能，还要考虑到其不同的料厚差异对后续工序的影响，如料厚差异较大或者性能差异较大的焊缝线应避免穿过小孔冲压位置（易导致小孔折弯或断裂）等。
2.拼焊板的焊缝移动及其工艺对策
焊缝移动是拼焊板区别于普通整板生产的根本因素，也是产品设计及工艺分析是否成功的根本。
根据拉延工艺理论和相关的实验论证可以得出以下结论：焊缝移动方向和移动距离主要取决于焊缝两侧材料强度比、焊缝位置以及拉伸压边力分布等。
由于焊缝移动量只能减小而不能消除，这就需要在焊缝处不等厚模面侧一定范围内设定料厚空开面。
空开面向料薄一侧空开，压料面区域空开相应较大，凹模凸模对应处相应较小。
采用夹紧装置可以明显改善焊缝移动程度，使得焊缝移动量减少72.6%～84.9%。
实际的车身覆盖件设计中，也可以在产品结构可能的情况下，在靠近焊缝处设计合理的加强筋等结构，通过模具结构先成形焊缝部位从而控制焊缝的移动。
除采取必要的工艺措施控制和减少焊缝移动之外，还应该在焊缝移动区对模具结构采用合金镶块等措施控制型面的磨损和拉毛。
3.焊缝移动的CAE分析
随着计算机技术的发展，已经能够应用CAE手段对拼焊板的焊缝移动规律进行更为准确的分析，这为产品设计提供了合理的依据，也为制造工艺的合理化打下了坚实的基础。
图4为中型车侧围内板拼焊生产的CAE分析结果，它清晰的反映了各部位的焊缝移动量及整体拉延状况等。
图4 拼焊板整体冲压CAE分析结果
中型车侧围内板拼焊位置的确定及其对成本的影响
图5为中型卡车驾驶室侧围示意图，分别由料厚0.75mm的侧围角板和料厚1.6mm的侧围内板组成，分界线为图示的弯延曲线。
最初工艺为两个零件分别成形再焊接成整体。
按该方案相应的冲压排样及材料利用效果如图6所示。
可以看出该方案的缺点是材料利用率极低，分别为36.2%和43.9%，同时零件生产工艺性也较差。
考虑到两件的装配关系，初步判断如采用拼焊方式生产将有效改善产品工艺性和降低成本。
图5 中型卡车驾驶室侧围
图6 分件生产排样及材料利用效果
1.焊缝位置的选择
激光拼焊产品的设计意图能否通过工艺得到最好的实现，其关键的环节就在于拼焊焊缝的位置选择是否成功。
焊缝位置的设定不仅要考虑产品功能和结构的需要，还要从冲压工艺性的要求、成本的要求等方面综合考虑，三者有机结合才会得到最优的设计结构和整车质量。
依据拉延理论和拼焊成形技术的研究成果等要求，可以得到以下选择焊缝位置的基本原则：
1）焊缝的选择首先要满足产品结构和功能的要求。
（2）焊缝为直线，且最好保证在完成工艺排样后为方形板料拼焊。
（3）焊缝应避免穿越产生拉延效果很大的区域，特别要防止焊缝平行穿越成形R区域。
（4）由于不同料厚的冲裁间隙差异，要尽可能避免焊缝穿越小孔冲裁位置。
以图5所示的侧围为例，产品最初设计结构为弯曲的折线。
以该曲线为焊缝是拼焊技术目前所不能满足的，同时该曲线在图示A/B部位会由于拉延时焊缝的移动造成小孔处可能出现0.75mm、1.6mm两种料厚，这容易导致小孔冲头的弯曲或折断，因而需要重新选择焊缝位置。
按照焊缝设定原则（1）和（2）的要求首选的焊缝位置如图5红粗线所示。
该焊缝的主要缺点在于拉延时焊缝向厚料移动仍会使A孔出现不同料厚，同时由于A处凸包起伏形状较大，可能出现拉延开裂。
结合图5中A、C两孔的位置关系将拼焊线调整至图7所示位置，基本满足了相关各项要求。
图7 基本满足相关要求的焊缝位置
2.成本因素对焊缝位置的影响
图8所示为东风某车型侧围，初步设计阶段的拼焊线如红线所示。
针对该方案的CAE分析结果为焊缝沿线严重开裂（图9）。
其主要原因在于图示A处靠近R角，变形剧烈。
图8 某车型侧围及其拼焊线
图9 初定焊缝位置CAE结果
考虑该件的造型特点，完全满足工艺性的焊缝线如图8蓝线所示，CAE效果良好。
对比图8的两条焊缝线可以看出，完全满足工艺性的方案1.6mm厚料区明显加大，因而零件重量加大、材料消耗也明显增加，所以该方案也不是最佳的结果。
能否类比图7的方式按图10设定拼焊线呢？若按照该方案实施，将最大限度符合产品要求并大大减少厚料区域，从而降低产品成本。
工艺分析图10方案最大的风险是台阶和斜面区域可能出现焊缝区开裂（CAE分析也印证了这一结果），需要对该区做相应设计更改。
产品设计部门依据分析对相应区域做了斜面变缓和过渡处理，图11所示为经过产品优化后满足产品、工艺、成本诸因素的CAE分析结果。
图10 类比设定的拼焊线
图11 优化产品设计后满足工艺及成本的CAE结果
结语
激光拼焊板作为一种新的工艺手段，给车身制造带来新的产品解决方案，并给质量提高和成本降低带来了新的机遇。
同时由于其工艺实施的特殊性，需要产品设计、冲压工艺和模具制造等相关人员更为密切的配合，才能最终制造出既满足结构和性能要求、工艺合理稳定、成本最低的合格产品。