第9章汽车先进制造技术4、5

新型焊接技术——激光复合焊接
激光复合焊是将激光束与 其他热源结合起来，结合了两 者各自的优点，获得了最佳的 焊接效果、更高的焊接速度和 良好的焊缝搭桥能力。
激光—电弧复合焊接技术是 一种功能多、可靠性高、适应 性强的精密焊接工艺方法。
激光—电弧复合焊原理 激光与电弧同时作用于金
属表面的同一位置，两者互 相促进材料对其的能量利用 率
• ③焊接工件不易变形。
• （2）能一次完成较长、较大截面、不同位置的焊接。由于不是依靠两焊接相对 摩擦来进行焊接，根本上改变了传统的摩擦焊只能焊接简单断面的局限性，扩大 了应用范围。
• （3）操作便于机械化自动化。不需要熟练技巧的高水平焊工进行操作，因此质 量稳定性好，重复性高。
• （4）低成本
• ①不需要填充材料，也不用保护气体；②厚焊接件边缘不用坡口加工；③焊接铝 材工件不用去氧化膜，只需用溶剂擦去油污即可；④对接容许留一定间隙，不苟 求装配精度；⑤节能，安全，无污染，无烟尘
搅拌摩擦焊原理 由一个圆柱形的焊头伸
入工件的接缝处，通过焊头 的高速旋转，使其与焊接工 件材料摩擦，从而使连接部 位的材料温度升高软化，同 时对材料进行搅拌摩擦来完 成焊接
搅拌摩擦焊工艺
搅拌摩擦焊主要优点有：
• （1）焊接接头质量高。
• ①焊接接头不易产生缺陷。
• ②焊接接头热影响区显微组织变化小。
为更精密的焊接提供了条件 • （8）激光束功率密度很高，焊缝熔深大，速度快，效率高。 • （9）激光焊缝组织均匀、晶粒很小、气孔少、夹杂缺陷少，在力学性能、抗腐
蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。 • （10）激光焊接具有 熔池净化效应，能纯净焊缝金属。
车身总成激光组焊
• 激光组焊技术是将已冲压或切割成形的各种车身构 件，先两两件组焊，然后再多件组焊，从而形成白 车身分总成，各白车身分总成再组装成白车身总成 。白车身激光焊接虽然目前尚存在设备投资及维护 成本高，使用条件苛刻等问题，但由于其具备焊接 精度高、零件变形小，焊接结构强度与刚度提升显 著等一系列突出的优点，而被世界各大汽车厂商采 纳使用。车身的激光焊接主要分为总成焊接、侧围 与车顶焊接、后续焊
激光——电弧复合焊优点：
（1）有效地提高了焊接效率 （2）增加了间隙的适应性 （3）可以进行填丝，改善焊缝的组织性能 （4）通过两种热源的相互作用，提高彼此能量的利用率 （5）很宽的焊速调整范围
激光-电弧复合焊接技术还能够改善某些难焊材 料的焊接性，如异质金属、铝合金等。
新型焊接技术——激光远程焊接
电阻焊
凸焊、滚凸焊 用于车身零部件、减震器阀杆、制动蹄、螺钉、螺帽
汽车工业缝所焊 用到的和用焊小于接支车架身方等顶法盖。雨及檐零部件的应用
对焊
用于钢圈、进排气阀杆、刀具等
电弧焊
CO2保护焊 氩弧焊 焊条电弧焊
用于车厢、后桥、车架、减震器阀杆、横梁、后桥壳 管、传动轴、液压缸和千斤顶等 用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。
激光拼接焊技术在车身部件中的应用
激光拼焊板优点：
（1）增加汽车安全性、 （2）减轻重量、 （3）减少加工工序、 （4）降低成本、 （5）提高生产效率、 （6）减少材料消耗 （7）提高总成装配的精确性
汽车零部件激光焊接
汽车零部件焊接采用激光焊代替传统焊接优点：
（1）零件焊接部位几乎没有变形， （2）焊接速度快 （3）不需要焊后热处理
远程焊接的优点:
发挥了单侧，非接触式 激光焊接带来的技术和经济 优势，并将其与高速扫描镜 片带来的优势相结合，大大 缩短了焊接时间，在整个焊 接流程中增加了总生产效率
用于厚板零部件如支架、备用胎、车架等。
埋弧焊
用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等
摩擦焊
用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等
特种焊
电子束焊 激光焊割
用于齿轮、后桥等 由于车身底板、齿轮、零件下料及修边等
பைடு நூலகம்氧乙烷焊
用于车身总成的补焊
钎焊
用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接
搅拌摩擦焊在汽车制造中的应用
• 激光焊接技术运用于汽车车身的优点
（1）大幅度提高汽车的刚度、强度和密封性； （2）降低汽车车身重量并达到节能的目的； （3）提高汽车车身的装配精度，使车身的刚度提升30%，从而提高车
身的安全性； （4）降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本，减少车身零件的
数目并提高车身一体化程度； （5）使整个汽车车身强度更高，安全性更好，并且降低了车辆行驶
搅拌摩擦焊可以用于众多汽车 零件的制造，比如汽车车体顶棚 加强板、车体地板加强构件、铝 合金发动机构架、发动机壳体内 衬、悬架系统加强件、侧体内衬 加强件、车门加强结构件、后门 加强结构件等。
激光焊接技术在汽车制造工业中应用
激光焊接是以激光作 为能量的载体的一种高 能密度焊接方法。激光 焊接是把能量很高的激 光束照射到工件上，使 工件受热溶化，然后冷 却得到焊缝。
第9章汽车先进制造技术 4、5
2020年7月6日星期一
焊接优点： （1）节省金属材料，减轻结构重量。 （2）结构强度高，街头密封性好 （3）焊接过程易实现机械化和自动化 （4）为结构设计提供较大的灵活性
焊接方法
零部件的应用
点焊
主要用于车身总成、地板、车门、侧围、后围、前桥 和小零部件等。
多点焊
用于车身底板、载货车车厢、车门、发动机盖和行李 箱盖等。
• 激光焊接与常规焊接方法相比有如下特点：
• （1）可焊接高焊点材料如钛、石英等，并能对异性材料进行焊接，效果良好。 • （2）聚焦光斑小，焊接速度快，作用时间短。热影响区小，变形小。 • （3）属于非接触焊接，无机械应力和机械变形。 • （4）易与计算机联机，能实现精确定位，实现自动焊接。 • （5）可在大气中进行，无环境污染。 • （6）可焊接难接近的部位，可以远距离焊接。 • （7）激光束易实现按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，
过程中的噪音和震动，改善了乘坐舒适性。 （6）推动了汽车车身在不降低刚度和强度的前提下，向轻量化设计
方向发展。
激光拼焊板的应用
拼焊板在汽车工业上被大量应用为不同强度或不同表面 处理状态的零件的整体成形。使用拼焊板将几个小零件通 过激光焊接集成一个大的毛坯并进行冲压。充分发挥不同 强度、不同厚度板材的性能，并使汽车减重，降低零部件 数量和保证安全。