激光焊接技术在车身制造中的应用

　　整车制造的“四大工艺装备”——整车装配流水线、车身焊接和装配生产线、喷涂生产线、冲压生产线。其中轿车焊接装配线几乎全部依靠进口。轿车车身自动焊装线，整车自动装配线是我国汽车装备最薄弱的环节之一。

　　随着先进制造技术的发展， 实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势。汽车车身主要靠焊接进行连接，车辆产品的技术含量在一定程度上代表着一个国家的工业化水平。激光加工已成为现代汽车制造不可或缺的技术，从国际上看，知名汽车公司都争先恐后地在车身制造中应用激光焊接技术，以保证产品质量和产品技术先进性，在日益激烈的产品竞争中立于不败之地。这种趋势在国内的合资企业中已得到体现。美国、德国最早将高功率ND:YAG 固体激光器用于汽车钣金件的切割和齿轮的焊接，使汽车改型的周期从5 年缩短到2年，激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。在车身装配生产线上，五洲激光加工机或光纤传输的激光加工系统广泛用于激光焊接。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\VOLVOAUDI BENZ BMW公司）生产线上采用激光焊接机器人，以通用汽车公司为例，其在线使用激光器达200 台以上。德国大众汽车有AudiA6 GolfA4Passat 等品牌的车顶均采用激光焊接。在白车身激光焊接领域的国外厂家有PSA,ABB,COMAU 等，目前中国主要汽车厂家都采用了上述公司产品。但国产品牌汽车的车身大规模在线激光焊接还是空白，提高产品品质，在国内开展有关应用研究工作，掌握关键技术、工艺、形成自主研发、创新、生产能力，是大势所趋，也是国产品牌走向国际市场的基础。汽车白车身是由所有结构件和大部分覆盖件焊接在一起形成的一个焊接总成，是汽车的主要部分，其质量对汽车整体功能有很大的影响，一般可将其分为20 个大总成。采用激光焊接，可以减少搭接宽度和一些加强部件，还可以压缩车身结构件本身的体积，从而减少车身重量。激光焊接用于车顶外壳与框架焊接，传动转换器盖板的焊接，由CNC 控制，其循环时间约为16 秒，实际焊接时间仅为3 秒，一天可连续运行24 小时。在线白车身焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻电焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，可以提高产品设计的灵活性，降低制造技术成本，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度，增加产品的竞争力。激光焊接可以实现钢材分子层面的结合，令两块钢板结合成一整块钢板，从而增加了结合强度，消除了板件之间的空隙，避免了摩擦。激光焊接还具有连续性，传统的电焊由多个焊点组成，会产生漏点，而激光焊接形成的焊缝牢固而连续，没有焊点。尤其可以提高白车身的刚度和焊点疲劳，主要应用部分分为顶盖与侧围、底板与侧围以及门框等处。传统的电焊存在车顶焊缝雨天漏水的问题，需要加装橡胶密封条来解决漏水问题，而采用激光焊接技术则省去了橡胶密封条，同时省去了因装配质量不佳带来的漏水问题。从制造商方面考虑，传统的点焊需要将焊接的两块部件互相搭接的两块部件互相搭接，无形中增加了刚才的消耗量。另外，电焊存在不连续性，板件的结合面积显然没有连续焊接的激光焊接多，从而降低了车身的刚度（相对于激光焊接）。激光焊接的其他好处是可以减少材料用量、提高尺寸精度与降低成本等。采用激光焊接工艺不仅能够降低整车的制造成本、物流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且可以减少外围加强件数量，简化装配步骤，同时使车辆的碰撞能力、冲压成型率和抗腐能力提高。   

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