激光钎焊在汽车行业的应用
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• 就目前国内情况，国际品牌的国产化车型：上海通用的 Polo、 上海大众 Passat 车型和一汽 Bora 等车型的制造过程中，都采用了激光焊接技术 作为国 内自主汽车品牌的华晨、 奇瑞、 吉利汽车 也相继在其新车型上应用激光焊接技术，但目前主要靠引进国外成套装备或生产线。
展望
• 激光钎焊是常规激光焊接工艺的扩展，它可以降低激光焊接对接头装夹精度、激光功率、 激光聚焦性能的严格要求，同时在改善焊缝冶金性能、实现异种材料焊接等方面也有很 大应用空间，还可结合工业机器人组成柔性化焊接单元，更有利于全位置焊缝的焊接。 汽车工业的快速发展要求汽车生产厂家在提高产量的同时提高制造质量，因而汽车厂的 主要生产线都在逐渐向全自动化的方向发展，车身焊装生产线也不例外。激光焊接技术 的应用正迎合了这种发展需求，不仅实现了自动化，使生产效率大幅提高，而且达到了 很高的焊接质量，实现了完美的车身外观，对汽车工业的品牌提升也发挥着重要的作用。
2 汽车车身钎焊
• 汽车车身是由钢板冲压、焊接而成的，焊接这个工序一般分为点焊和激光焊接。激光钎 焊采用激光源来熔化焊丝，填充焊缝，焊缝强度可达350Mpa，高于普通低碳钢，故激 光钎焊能够让车身达到很高的强度。此外，汽车生厂商通常采用的激光钎焊的钎料是 CuSi3，熔点950C左右，远低于钢的熔点1500C，所以焊缝平整度高，不会变形。
Danke
• • • •
1激光焊光斑小能量集中，对冲压件要求高； 2激光焊返修比其他焊接困难； 3激光焊工艺涉及光学、材料、电气、机械等，对操作人员的要求高； 4激光器、激光头等核心设备价格昂贵，初期投资相对较高
应用
• 这项工艺对车辆驾驶舱的安全强度有很重要的意义，可以提高驾驶乘座舱的抗冲击强度，更大程 度保护人身安全目前在普通民用车型中，目前包括宝马5系、奥迪A6L、奥迪A4L、大众速腾、高 尔夫等的很多产品都在使用这种焊接方式。
连接等。激光硬钎焊在有色金属的连接上也有优势。大多数有色金属对激光的反射率较 高，材料的热导率较高，激光熔化焊需要较高的功率。激光硬钎焊银、铜、镍、金、铝 等有色金属有良好的效果，钎缝组织细小，接头性能良好。
1-3钎焊的过程
激光钎焊时的钎料可以采用预置方式，也可以采用送丝方式。钎焊加热温度较低，对激光 功率木渎的要求较低，因此一般采用散焦的方式进行加热。激光钎焊接头通常采用卷边对 接和搭接两种方式。卷边对接情况下，钎料从激光前端送入有利于钎焊过程稳定；搭接情 况下，钎料从侧下方水平送入有利于钎焊过程稳定。 • 激光钎焊可以采用单光束，也可以采用双光束。双光束既可以通过两个独立的激光器获 得，也可以通过激光分光镜分光获得。双光束钎焊可以更加灵活方便的控制辐照时间和 位置，更好的控制钎焊过程。 • 双光束激光搭接情况下，一激光束加热融化焊丝，另一激光束加热填充间隙使母材温度 升高，促进钎料的润湿铺展，提高接头强度。对接情况下，两书激光重叠照射加热，除 了能使加热钎料的效果得到改善，接头附近区域也同时被加热升温，从而促进了钎料的 润湿皮展和均匀分布。
课堂报告
激光钎焊在汽车车顶焊接的应用
1 什么是激光钎焊？
2 激光钎焊焊接车顶
3 激光钎焊的优缺点 4 激光钎焊的应用前景
Leabharlann Baidu
1-1定义
• 激光钎焊是以激光为热源加热钎料融化的钎焊技术。激光钎焊的主要特点是利用激光的 高能量密度实现局部或微小区域快速加热完成钎焊过程。激光钎焊的关键在于合理的控 制激光功率分配。激光束汇聚在钎料上，钎料温度过高导致融化过快，而母材温度不足 使钎料不能很好润湿母材，影响填充效果，钎缝成形变差。激光束汇聚在母材上，钎料 温度有可能过低，导致钎料流动性或活跃性降低，母材可能过热融化，导致钎料直接进 入熔池形成熔化焊，形成的脆性相也影响钎缝性能。
1-2分类
• 软钎焊:钎料液相线温度低于450℃的称为软钎焊。主要用于印刷电路板电子元器件
的连接。采用激光辐射加热集成电路引线，通过钎剂或预置钎料向基板传递热量。当温 度达到钎焊温度时，钎剂和钎料融化，基板和引线润湿形成连接。激光软钎焊集成电路 多采用YAG激光器。
• 硬钎焊：钎料液相线温度高于450℃的称为硬钎焊，主要用于结构钢和镀锌钢板的
优点
• 激光焊接速度快，速度为普通焊接的2-3倍。 • 焊接热量集中，能实现大熔深的窄焊缝，焊缝宽度仅为普通焊接的1/3
• 线能量的控制，能实现焊接过程中小变形或无变形；
• 激光焊密封性好，能减少车在行驶中的噪音； • 激光焊接是无接触或无压力焊接，过程中不会对板材本身造成影响，也不会出现点焊时 容易造成的板材机械扭曲和波浪边缘等缺陷；
1-4主要工艺参数
• 激光功率：主要采用CO2激光器和YAG激光器
• 光斑直径：激光钎焊通常采用散焦光斑，光斑大小取决于钎缝宽度。 • 钎焊速度：取决于激光功率，激光功率越大，钎焊速度越快。
• 送丝速度：送丝速度与钎焊速度应匹配，保证良好的焊接成型和强度。
假如你走在小区里，随便看看停放在路两旁的车辆，凡是车顶两侧有黑色橡胶条的，以后你买车可 以不用考虑了。为什么呢？因为这种橡胶条的作用是用来遮挡车顶丑陋的焊缝的，而且这种车辆没 有采用车顶激光钎焊技术。如果没有这种黑色橡胶条的汽车，你可以认真对待了，因为这种车身顶 部是用激光钎焊的，这种车身安全强度高，钢板变形小，焊缝美观，也就不用装配黑色的橡胶条了。
存在的问题
综合生产实际情况，较大的功率可以配合较大送丝速度进行焊接，但较大的热输入会导致板件拐点出现 严重的变形。因此在工件本身刚度较差的情况下只有通过减小热输入来控制工件的变形。但是，较小的 热输入量必然要配合较低的送丝速度，造成的后果是过少的敷熔钎料和不充分的板件预热，这样会直接 导致焊缝的不完整和较差的成形。
展望
• 激光钎焊是常规激光焊接工艺的扩展，它可以降低激光焊接对接头装夹精度、激光功率、 激光聚焦性能的严格要求，同时在改善焊缝冶金性能、实现异种材料焊接等方面也有很 大应用空间，还可结合工业机器人组成柔性化焊接单元，更有利于全位置焊缝的焊接。 汽车工业的快速发展要求汽车生产厂家在提高产量的同时提高制造质量，因而汽车厂的 主要生产线都在逐渐向全自动化的方向发展，车身焊装生产线也不例外。激光焊接技术 的应用正迎合了这种发展需求，不仅实现了自动化，使生产效率大幅提高，而且达到了 很高的焊接质量，实现了完美的车身外观，对汽车工业的品牌提升也发挥着重要的作用。
2 汽车车身钎焊
• 汽车车身是由钢板冲压、焊接而成的，焊接这个工序一般分为点焊和激光焊接。激光钎 焊采用激光源来熔化焊丝，填充焊缝，焊缝强度可达350Mpa，高于普通低碳钢，故激 光钎焊能够让车身达到很高的强度。此外，汽车生厂商通常采用的激光钎焊的钎料是 CuSi3，熔点950C左右，远低于钢的熔点1500C，所以焊缝平整度高，不会变形。
Danke
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1激光焊光斑小能量集中，对冲压件要求高； 2激光焊返修比其他焊接困难； 3激光焊工艺涉及光学、材料、电气、机械等，对操作人员的要求高； 4激光器、激光头等核心设备价格昂贵，初期投资相对较高
应用
• 这项工艺对车辆驾驶舱的安全强度有很重要的意义，可以提高驾驶乘座舱的抗冲击强度，更大程 度保护人身安全目前在普通民用车型中，目前包括宝马5系、奥迪A6L、奥迪A4L、大众速腾、高 尔夫等的很多产品都在使用这种焊接方式。
连接等。激光硬钎焊在有色金属的连接上也有优势。大多数有色金属对激光的反射率较 高，材料的热导率较高，激光熔化焊需要较高的功率。激光硬钎焊银、铜、镍、金、铝 等有色金属有良好的效果，钎缝组织细小，接头性能良好。
1-3钎焊的过程
激光钎焊时的钎料可以采用预置方式，也可以采用送丝方式。钎焊加热温度较低，对激光 功率木渎的要求较低，因此一般采用散焦的方式进行加热。激光钎焊接头通常采用卷边对 接和搭接两种方式。卷边对接情况下，钎料从激光前端送入有利于钎焊过程稳定；搭接情 况下，钎料从侧下方水平送入有利于钎焊过程稳定。 • 激光钎焊可以采用单光束，也可以采用双光束。双光束既可以通过两个独立的激光器获 得，也可以通过激光分光镜分光获得。双光束钎焊可以更加灵活方便的控制辐照时间和 位置，更好的控制钎焊过程。 • 双光束激光搭接情况下，一激光束加热融化焊丝，另一激光束加热填充间隙使母材温度 升高，促进钎料的润湿铺展，提高接头强度。对接情况下，两书激光重叠照射加热，除 了能使加热钎料的效果得到改善，接头附近区域也同时被加热升温，从而促进了钎料的 润湿皮展和均匀分布。
课堂报告
激光钎焊在汽车车顶焊接的应用
1 什么是激光钎焊？
2 激光钎焊焊接车顶
3 激光钎焊的优缺点 4 激光钎焊的应用前景
Leabharlann Baidu
1-1定义
• 激光钎焊是以激光为热源加热钎料融化的钎焊技术。激光钎焊的主要特点是利用激光的 高能量密度实现局部或微小区域快速加热完成钎焊过程。激光钎焊的关键在于合理的控 制激光功率分配。激光束汇聚在钎料上，钎料温度过高导致融化过快，而母材温度不足 使钎料不能很好润湿母材，影响填充效果，钎缝成形变差。激光束汇聚在母材上，钎料 温度有可能过低，导致钎料流动性或活跃性降低，母材可能过热融化，导致钎料直接进 入熔池形成熔化焊，形成的脆性相也影响钎缝性能。
1-2分类
• 软钎焊:钎料液相线温度低于450℃的称为软钎焊。主要用于印刷电路板电子元器件
的连接。采用激光辐射加热集成电路引线，通过钎剂或预置钎料向基板传递热量。当温 度达到钎焊温度时，钎剂和钎料融化，基板和引线润湿形成连接。激光软钎焊集成电路 多采用YAG激光器。
• 硬钎焊：钎料液相线温度高于450℃的称为硬钎焊，主要用于结构钢和镀锌钢板的
优点
• 激光焊接速度快，速度为普通焊接的2-3倍。 • 焊接热量集中，能实现大熔深的窄焊缝，焊缝宽度仅为普通焊接的1/3
• 线能量的控制，能实现焊接过程中小变形或无变形；
• 激光焊密封性好，能减少车在行驶中的噪音； • 激光焊接是无接触或无压力焊接，过程中不会对板材本身造成影响，也不会出现点焊时 容易造成的板材机械扭曲和波浪边缘等缺陷；
1-4主要工艺参数
• 激光功率：主要采用CO2激光器和YAG激光器
• 光斑直径：激光钎焊通常采用散焦光斑，光斑大小取决于钎缝宽度。 • 钎焊速度：取决于激光功率，激光功率越大，钎焊速度越快。
• 送丝速度：送丝速度与钎焊速度应匹配，保证良好的焊接成型和强度。
假如你走在小区里，随便看看停放在路两旁的车辆，凡是车顶两侧有黑色橡胶条的，以后你买车可 以不用考虑了。为什么呢？因为这种橡胶条的作用是用来遮挡车顶丑陋的焊缝的，而且这种车辆没 有采用车顶激光钎焊技术。如果没有这种黑色橡胶条的汽车，你可以认真对待了，因为这种车身顶 部是用激光钎焊的，这种车身安全强度高，钢板变形小，焊缝美观，也就不用装配黑色的橡胶条了。
存在的问题
综合生产实际情况，较大的功率可以配合较大送丝速度进行焊接，但较大的热输入会导致板件拐点出现 严重的变形。因此在工件本身刚度较差的情况下只有通过减小热输入来控制工件的变形。但是，较小的 热输入量必然要配合较低的送丝速度，造成的后果是过少的敷熔钎料和不充分的板件预热，这样会直接 导致焊缝的不完整和较差的成形。