激光焊接屬于熔化焊接，以激光束為能量源，沖擊在焊件接頭上。激光焊接屬非接觸式焊接，作業(yè)過(guò)程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。激光焊能進(jìn)行精確的能量控制，因而可以實(shí)現(xiàn)精密微型器件的焊接，且它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。

激光釬焊是激光焊接技術(shù)中的一種，激光釬焊焊接原理：利用激光光束作為熱源，聚焦后的光束照射在填充的焊絲表面上，焊絲在光束能量持續(xù)加熱下熔化形成高溫液態(tài)金屬，液態(tài)金屬浸潤(rùn)到被焊零件連接處，在適當(dāng)?shù)耐獠織l件下，使之與工件間形成良 好的冶金結(jié)合。需要注意：工件間的連接是通過(guò)釬料熔融金屬實(shí)現(xiàn)的，且母材本身不應(yīng)被激光嚴(yán)重熔蝕損傷。 

優(yōu)點(diǎn)：能量密度高，變形小，熱影響區(qū)非常窄，焊縫的深寬比很高，具有高的焊接速度，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。缺點(diǎn)：由于焦點(diǎn)直徑很小，所以焊縫橋聯(lián)能力很差；另激光器的能量轉(zhuǎn)換效率低。

激光釬焊系統(tǒng)主要由激光發(fā)生器及冷卻系統(tǒng)、激光釬焊頭、送絲機(jī)構(gòu)、機(jī)器人 、工裝夾具、除塵系統(tǒng)、控制系 統(tǒng)等構(gòu)成。

激光發(fā)生器及冷卻系統(tǒng)。激光發(fā)生器是產(chǎn)生激光的裝置，是激光釬焊系統(tǒng)中提供焊接能源的裝備。

激光釬焊頭。主要由準(zhǔn)直模塊，控制模塊，聚焦模塊，焊縫跟蹤模塊，氣簾模塊等部分組成。

送絲系統(tǒng)。送絲系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著在焊接時(shí) 穩(wěn)定送出焊絲的職責(zé)。采用推拉式送絲機(jī)構(gòu)，以保證焊絲良好的準(zhǔn)直性及 送絲速度的穩(wěn)定。如需預(yù)熱，則增加熱絲電源。 

機(jī)器人。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)焊接軌跡的行走，同時(shí)承載激光釬焊頭及附屬裝置、水氣電路等。機(jī)器人負(fù)責(zé)執(zhí)行焊接工藝并與自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)話，調(diào)用系統(tǒng)中的焊接工藝參數(shù)。

控制系統(tǒng)。自主工藝柜通過(guò)工業(yè)總線控制機(jī)器人、激光器、釬焊頭、送絲機(jī)及預(yù)熱系統(tǒng)的時(shí)序動(dòng)作，來(lái)完成焊 接工作。生產(chǎn)主線PLC通過(guò)工業(yè)總線 與機(jī)器人進(jìn)行信號(hào)交換 。

01 新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

2021年中國(guó)新能源汽車銷量歷史性突破350萬(wàn)輛，增長(zhǎng)率達(dá)到157.5%，同時(shí)，市場(chǎng)占有率也不斷提升，2021年達(dá)到13.4%；新能源汽車已經(jīng)成為我國(guó)汽車行業(yè)的重要增量，對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

當(dāng)前，我國(guó)新能源汽車已進(jìn)入全面市場(chǎng)化拓展期，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)正處于大規(guī)模發(fā)展和應(yīng)用的重要關(guān)口，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年上半年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量為266.1萬(wàn)輛，銷量260萬(wàn)輛，市場(chǎng)滲透率達(dá)21.6%。截至今年6月底，我國(guó)動(dòng)力電池裝機(jī)量累計(jì)達(dá)531.9GWh，保持全球領(lǐng)先。在車用動(dòng)力電池方面，今年上半年我國(guó)動(dòng)力電池裝車量110.1GWh，同比增長(zhǎng)109.8%。其中，三元電池裝車量占比41.4%，同比增長(zhǎng)51.2%；磷酸鐵鋰電池裝車量占比58.5%，同比增長(zhǎng)189.7%。

據(jù)預(yù)測(cè)，2022年，中國(guó)新能源汽車銷量有望突破550萬(wàn)輛，帶動(dòng)中國(guó)動(dòng)力電池出貨量超過(guò)450GWh；同時(shí)，受海外市場(chǎng)訂單帶動(dòng)，主流動(dòng)力電池企業(yè)將迎來(lái)較大規(guī)模的產(chǎn)品出口。

02 激光焊接在汽車行業(yè)的應(yīng)用

激光焊接屬于熔化焊接，以激光束為能量源，沖擊在焊件接頭上。激光焊接屬非接觸式焊接，作業(yè)過(guò)程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。激光焊接能進(jìn)行精確的能量控制，因而可以實(shí)現(xiàn)精密微型器件的焊接，且它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。

由于激光焊接速度快、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化生產(chǎn)，因此被較多應(yīng)用在汽車制造和新能源電池生產(chǎn)等自動(dòng)化程度較高的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，隨著近年來(lái)新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了激光焊接設(shè)備的市場(chǎng)需求。數(shù)據(jù)顯示2013年-2019年間我國(guó)激光焊接設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模從15.6億元一路上漲至101.3億元。在汽車行業(yè)的主要應(yīng)用工藝主要包括不等厚板的激光拼焊、車身總成與分總成的激光組焊、汽車零部件的激光焊接。而在動(dòng)力電池領(lǐng)域的防爆閥密封焊接、極耳焊接、軟連接焊接、安全帽點(diǎn)焊、電池殼體密封焊接、模組及PACK 焊接等工序，都以激光焊接為最佳工藝。激光焊接技術(shù)在汽車車身上應(yīng)用，可做到減輕車身重量以達(dá)到省油的目的；激光焊接技術(shù)的牢固性和輕量性，可提高車身一體化程度；激光焊接技術(shù)的精度高和效率高特性，可以在生產(chǎn)中提高效率的同時(shí)保證其安全穩(wěn)定性。汽車在行駛的時(shí)候由于地面的顛簸擠壓，每一個(gè)零部件和架構(gòu)都在承受不同程度沖擊，這就需要汽車整體的結(jié)構(gòu)精密強(qiáng)度要很高。采用現(xiàn)在的激光焊接技術(shù)，其動(dòng)靜態(tài)剛度較其他焊接工藝可得到超過(guò)50%的提高，降低了行駛過(guò)程中的噪音以及震動(dòng)，改善了乘坐的舒適度，同時(shí)也提升了汽車的安全性能。

1．車身焊接

汽車工業(yè)中的激光焊接大量用在車身沖壓零件的裝配和連接上。主要應(yīng)用包括車頂蓋激光焊、行李箱蓋激光焊及車架激光焊接；另一項(xiàng)比較重要的車身激光焊接應(yīng)用，是車身結(jié)構(gòu)件（包括車門、車身側(cè)圍框架及立柱等）的激光焊接。采用激光焊的原因是可提高車身強(qiáng)度，并可解決一些部位難以實(shí)施常規(guī)電阻點(diǎn)焊的難題。激光自熔焊，即焊接的兩部分或多個(gè)部分自身融化后形成一個(gè)整體，無(wú)需添加焊絲和其他輔助材料，多個(gè)部分焊接后自熔成一個(gè)整體。激光自熔焊在汽車車身制造中主要分為兩大部分，車身組焊和拼焊。車身組焊：車身組焊主要有頂蓋和側(cè)圍的立柱，后擋板，車身支架及車門焊接，隨著產(chǎn)品更替的需求，激光焊接越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，組焊已經(jīng)被大部分廠商所接受，目前只有沃爾沃仍在堅(jiān)持使用激光自熔焊；側(cè)圍方面福特SUV和轎車分別有一款使用激光自熔焊，大眾的很多車型也在使用。

2．不等厚激光拼焊板

車身制造采用不等厚激光拼焊板可減輕車身重量、減少零件數(shù)量、提高安全可靠性及降低生產(chǎn)成本；拼焊板是由強(qiáng)度、厚度和涂層都不同的鋼材焊接而成，激光焊因其速度快，精度高，焊縫小而被廣泛應(yīng)用，目前的汽車拼焊板大部分都采用激光焊接而成。相比老款車身的純鋼板，拼焊板有三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，車身重量輕，采用焊接的方法使板材更薄，以此來(lái)減車身重量；整體強(qiáng)度高，車身通過(guò)焊接板組成后，強(qiáng)度甚至超過(guò)母材本體，增加了車體的安全性；成本相對(duì)低，焊接強(qiáng)度、精度都高于傳統(tǒng)材料，減少了零件使用的同時(shí)也能保證性能。采用激光拼焊板應(yīng)用于車身制造，可以減少零件、模具及焊接工裝數(shù)量，降低車身自重和成本，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。拼焊板在汽車自車身中的主要應(yīng)用，主要應(yīng)用在覆蓋件居多，也有些使用在結(jié)構(gòu)件上。

汽車中拼焊板的焊縫主要分為以下三種：?jiǎn)螚l直線焊縫；復(fù)數(shù)直線焊縫；非直線焊縫。其中以單條直線焊縫類型應(yīng)用最多，生產(chǎn)工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單。非直線焊縫最復(fù)雜，一般根據(jù)沖壓件成型后的形狀設(shè)計(jì)焊縫，從而提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和沖壓性能。由于汽車拼焊板后續(xù)都要進(jìn)行沖壓成型，所以對(duì)拼焊板的成型質(zhì)量和缺陷控制要求特別嚴(yán)格。主要包括外觀（結(jié)疤、裂縫、夾雜、孔洞和劃傷等）、焊縫成形（焊縫寬度、焊瘤凸出、焊縫有效深度、背面斷差和焊縫錯(cuò)邊等）和力學(xué)性能等（對(duì)焊縫進(jìn)行拉伸、杯突、硬度和彎曲等測(cè)試）方面的要求。例如，要求在拉伸性能測(cè)試中在非焊縫區(qū)域斷裂，杯突試驗(yàn)中開裂的區(qū)域不能在焊縫或杯突值大于規(guī)定值。

3．齒輪及傳動(dòng)部件焊接

除此之外，變速箱的多種零件都可以在這臺(tái)設(shè)備上完成焊接加工，特別是轎車變速箱中的差速器殼和驅(qū)動(dòng)軸等，經(jīng)常是單個(gè)零件生產(chǎn)完畢后再互相接合并焊接而成。

03 激光焊接汽車車身的優(yōu)勢(shì)

1．非接觸式加工激光焊接在汽車制造中最重要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在先進(jìn)的非接觸式加工方式�？柯萁z緊固、膠粘連接等傳統(tǒng)加工方法并不能滿足現(xiàn)代汽車制造中對(duì)精密性和堅(jiān)固性的要求，并且新材料的應(yīng)用，也讓傳統(tǒng)加工方法略顯劣勢(shì)。激光焊接是無(wú)接觸性的，在加工過(guò)程中，可以不觸碰產(chǎn)品就能實(shí)現(xiàn)精密焊接，在連接的堅(jiān)固性、無(wú)縫性、精密性和清潔性上實(shí)現(xiàn)了工藝的跨越式進(jìn)步。

2．激光焊接提升汽車輕量化采用激光焊接可以在汽車制造中用更多的沖壓件代替鑄造件，用連續(xù)的激光焊縫代替分散的點(diǎn)焊縫，可以減少搭接寬度和一些加強(qiáng)部件，降低車身結(jié)構(gòu)本身的體積，從而減少了車身的重量，滿足了汽車節(jié)能減排的要求。

3．提升車身裝配精度和剛度一輛汽車的車身加底盤共有數(shù)百上千種零件，如何將其連接在一起對(duì)整車車身的剛性有著直接的影響，采用激光焊接幾乎可以把所有不同厚度、牌號(hào)、種類和等級(jí)的金屬材料連接在一起，焊接的精度和車身的裝配精度大大提高，車身剛度提升30％以上，從而提高了車身的安全性。

4．激光混合焊接提升工藝穩(wěn)定性與純激光焊接技術(shù)相比，利用激光混合焊接技術(shù)可大大提高鈑金件縫隙的連接能力，從而使得企業(yè)可以更加充分地利用激光高速焊接時(shí)電弧焊接的工藝穩(wěn)定性。

如今激光焊接應(yīng)用于汽車車身生產(chǎn)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，采用激光焊接不僅可以降低車身重量、提高車身的裝配精度，同時(shí)還能大大加強(qiáng)車身的強(qiáng)度，在用戶享受舒適的同時(shí)，為其提供更高的安全保障。汽車配件激光焊接機(jī)采用機(jī)器人智能化操作，通過(guò)準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直平行光，聚焦于工件上實(shí)施焊接的一種激光設(shè)備。搭配簡(jiǎn)便式萬(wàn)向儀器，可以對(duì)大型模具難以接近的焊接精密部位，實(shí)行柔性傳輸非接觸焊接，具有更大的靈活操作性。

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