汽车制造激光焊接技术应用现状及发展

激光焊接工艺与应用

 

1.激光自熔焊接

 

激光自熔焊，即焊接的两部分或多个部分自身熔化并最终冷却凝聚成一体，该焊接方式不需要添加辅助的焊剂或填料，完全利用工件自身材料熔接在一起。当激光光斑照射到工件表面上的功率密度达到106W/cm2以上时，工件在激光的照射下被迅速加热，其表面温度在极短的时间内升高到沸点，使金属熔化和汽化。在液态金属中形成一个充满金属蒸气的细长孔洞。当金属蒸气的反冲压力与液态金属的表面张力和重力平衡后，小孔不再继续加深，形成一个深度稳定的小孔，小孔周围就是焊接熔池，小孔随着激光而移动，小孔闭合后便形成焊缝，实现激光深熔焊接。原理图如图1所示：

 

图 1 激光自熔焊接原理图

 

在车身制造中，采用激光焊技术，可以提高产品设计的灵活性，降低制造成本，提高车身的刚度，提高产品的竞争力。激光焊接焊接速度较快，所以焊接接头的热影响区较其他的焊接方法小，几乎没有焊接变形。这样可极大地提高了车身的结构和匹配尺寸、门盖与侧围的平度与密封效果、风挡玻璃与风窗口的匹配与密封，以及实现多层板的优质连接，达到较高的车身强度。

 

另外，由于现代汽车车身多采用镀锌钢板或优质高强钢，如果采用传统的点焊技术，由于三层板和镀锌的缘故，采用较大的焊接电流和焊接压力，其结果必然导致焊点质量下降和焊点变形严重，从而导致装配质量下降。现在可行的是采用中频点焊连接技术和激光熔焊连接技术。就点焊本身而言，焊点的强度可以很高，但没有焊点的部分还是断续分离的，在车身整体强度方面要比焊接成一体的激光焊接接头强度要低。

 

点焊的不连续性和其自身的特点：如焊点容易变形，尤其是在焊接三层板连接、镀锌板连接和高强钢的连接时，焊接变形较大，导致焊点处的平整度降低及产生缝隙，而且点焊会造成焊接点周围的母材热影响区强度下降，车辆遭严重撞击时的断裂部位往往是在该处。激光自熔焊在汽车车身制造中组要分为两大部分：车身组焊和拼焊。

 

1.1车身组焊

 

组焊主要有顶盖和侧围的连接、侧围组焊以及车门焊接，如宝马、大众、福特、通用、沃尔沃和欧宝等汽车品牌，均使用过激光自熔焊进行顶盖与侧围的连接。但随着技术的发展，激光组焊越来越广泛的应用于这一部位的焊接，目前只有沃尔沃仍在坚持使用激光自熔焊；侧围方面福特SUV和轿车分别有一款使用激光自熔焊，大众的很多车型也在使用。

 

图 2 激光自熔焊应用

 

1.2汽车激光拼焊

 

拼焊板（Tailor-weldedblank,TWB）是由不同强度、不同厚度或不同涂层的钢材焊接而成，由于激光焊接高效、焊缝成型好等优势，目前的汽车拼焊板都采用激光焊接而成。与普通钢板相比，拼焊板的优点主要有以下三个方面：

 

1)减轻车身重量—应用焊接的方法优化板料的厚度来减少重量；

 

2)提高车身服役和碰撞性能—主要包括安全、驾驶性能、疲劳和耐蚀性能和车身刚性等；

 

3)降低成本—主要从减少材料、减少加工程序和减少模具数量考虑。采用激光拼焊板应用于车身制造，可以减少零件、模具及焊接工装数量，降低车身自重和成本，并提高产品的市场竞争力。图3中为拼焊板在汽车白车身中的主要应用，主要应用在覆盖件居多，也有些使用在结构件上。

 

图 3 拼焊板在汽车上的主要应用

 

◆拼焊板焊缝形式

 

汽车拼焊板按焊缝类型分类可以分为三类：1、单条直线焊缝；2、复数直线焊缝；3、非直线焊缝。如图5所示，其中以单条直线焊缝类型应用广，生产工艺也相对简单。非直线焊缝很复杂，一般根据冲压件成型后的形状设计焊缝，从而提高产品的强度和冲压性能。

 

图 4 汽车拼焊板焊缝类型及应用实例

 

由于汽车拼焊板后续都要进行冲压成型，所以对拼焊板的成型质量和缺陷控制要求特别严格。主要包括外观（结疤、裂缝、夹杂、孔洞和划伤等）、焊缝成形（焊缝宽度、焊瘤凸出、焊缝有效深度、背面断差和焊缝错边等）和力学性能等（对焊缝进行拉伸、杯突、硬度和弯曲等测试）方面的要求。例如，要去在拉伸性能测试中在非焊缝区域断裂，杯突试验中开裂的区域不能在焊缝或杯突值大于规定值。

 

◆激光拼焊板发展现状

 

此项应用源于Audi100车的底板拼焊，目前已推广到各大汽车公司。丰田公司Tahara工厂生产的凌志(Lexus)车门板原来是用2种不同厚度、5种不同表面处理的多块钢板组成，现在只用1块激光拼焊板代替，大大提高了生产率。BMW公司1/3的汽车已采用激光拼焊板。在美国，1997年用于汽车工业的激光拼焊板将近1500万件，2000年达到4000万～6000万件。德国的大众，日本的本田、日产和丰田，美国通用汽车公司，瑞典沃尔沃汽车公司和长春一汽等，现在基本每一款车型都有激光拼焊板的应用。

 

图 5 大族激光不等厚拼焊板激光拼焊设备 a) 机械压紧式；b) 磁铁吸紧式

 

目前国际上提供激光拼焊板的钢铁公司主要为蒂森克虏伯和阿赛洛集团。国内的激光拼焊板公司主要为上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司。武钢也通过收购蒂森激光拼焊集团的方式宣布进军激光拼焊行业。有专家预言，激光拼焊板将成为一项数十亿美元的产业。此外，由于激光拼焊板的高附加值，国内越来越多的汽车配件厂商也将目光投向了汽车激光拼焊行业。然而，激光拼焊成套设备相关技术一直被国外相关厂商掌握，其单套几千万的价格也让国内中小厂商望而却步。

 

由于激光拼焊板的高附加值，国内越来越多的汽车配件厂商也将目光投向了汽车激光拼焊行业。然而，激光拼焊成套设备相关技术一直被国外相关厂商掌握，但其单套设备的价格都在千万级别以上。随着国内汽车制造业的发展，国内市场对汽车拼焊板的需求也越来越多，国内拼焊设备也得到一定的发展。大族激光从2009年开始对拼焊设备和焊接工艺进行研发，大族激光一直进行着不等厚拼焊激光焊接焊接工艺的研发，这一过程与焊接设备同时进行，对设备提供实际改进经验。

 

HWF40激光拼焊机是大族激光自主研发的机型，采用光纤激光器，配置双工位进行焊接，双工位的配置最大限度的提高了激光器的利用率和生产效率。焊接夹具采用可调级电磁铁产生的吸力来替代传统拼焊设备液压机构向下的压力来达到固定板材并克服焊接时产生的应力。

 

此方式能完全避免使用液压压紧装置造成板材表面的压痕及划伤，且能解决液压机构各处压爪压力不均现象。电磁铁集成的水冷系统能及时带走焊接时产生的热量，避免持续焊接造成热积累而导致板材变形。焊接头配备随动的抽风机构，能及时带走焊接时产生的大量烟尘以保证焊接质量，极大的提高了焊缝的均匀程度以及板面的清洁度。目前，该机型已交付客户生产使用，具有稳定性高的特点，得到客户的高度肯定。

 

另外，该公司通过近几年来的技术积累与研发，成功的研发与制造了多款激光拼焊设备，包括手动激光拼焊设备，半自动激光拼焊设备和全自动激光拼焊生产线，可有效满足各种类型的激光拼焊板的生产需求。

 

1.3汽车零部件激光焊接应用举例

 

-变速器齿轮

 

在汽车零部件制造领域，汽车座椅滑轨，调角器，变速箱齿轮等到都应用了激光焊接进行生产。下面以齿轮焊接为例，分析激光焊接的相关优势。近年来，激光焊接技术在变速器齿轮焊接中的优势日益明显，得到了越来越多的重视，是未来发展的主要趋势。由于机床加工技术的局限性，形状、结构复杂的齿轮组件很难甚至无法整体加工成单件。

 

为了提高工艺性和生产效率，通常是加工成两个或两个以上的单件再经焊接工艺组合成一个组件。在激光焊接齿轮以前，齿轮的焊接一般采用电阻焊、感应焊、电子束焊等工艺方法。与上述焊接工艺相比，激光焊接齿轮无需在真空中进行，而且可避免焊接变形，保证了焊接后的齿轮无需再精加工。

 

图 6 全自动激光拼焊板生产线

 

不仅如此，激光焊接可使焊缝深宽比高达10:1，且焊缝处具有相当或优于母材的综合机械性能，保证了齿轮可以传递较大的扭矩。因此，齿轮的激光焊接已成为当今发展的一个大趋势。目前世界各大汽车制造厂竞相采用激光焊接变速器复合齿轮以提高产品在国际市场上的竞争力。我国采用激光焊接汽车齿轮的厂商也越来越多，如上海大众、上海重庆齿轮箱厂等。

 

激光焊接变速器齿轮工艺顺序为：

 

1、焊接清洗：一般安排在焊接的前一道工序完成。实验中选择无水乙醇代替工业清洁剂用于焊前表面的清洁。

 

2、压装：清洗后的齿轮首先要进行压装，压装是通过压机把要焊接的两个零件压配后紧密结合在一起。入射激光光斑和组对间隙的偏移要求非常准确。因为激光束的聚焦光斑很小，所以焊缝需要高精度定位，其位置偏离的最大允许值要依聚焦光斑的半径来定,一般不可大于0.1mm,否则会产生焊接的失效。两对接平面之间高度差太大，会使激光束的能量大量反射出去,影响焊接的深度和均匀性。所以在压配后，一般要求平面差小于0.1mm。

 

3、预热（可选）：为了避免产生焊接裂纹，根据零件材料及加工状态，有时需要在焊接前进行预热，特别是对含碳量高或经过热处理渗碳淬火后的零件。

 

4、激光焊接：采用6000W光纤激光器对变速器齿轮进行焊接，以等温正火后的20MnCrS5的2倒档双联齿轮为例，焊接工艺采用预焊一圈+深熔焊一圈，图7为焊后的齿轮照片。焊缝截面如图8所示。

 

图 7 焊后齿轮

 

图 8 焊缝截面图

 

5、焊后检测：一般将焊缝切开进行显微观察或者采用超声波探伤检测。目视检查要求焊接飞溅较少，工作面飞溅少，内部气孔和缩孔较少。激光焊接特别是固体光纤激光发生器的激光焊接因其技术优势，是未来的激光焊接发展趋势。我国激光焊接设备设计制造水平和能力目前还比较薄弱，国内主要汽车厂的齿轮激光焊接设备主要依赖进口，价格昂贵。少量民族企业已经起步发展并占据部分市场，这对降低成本促进激光焊接的应用有着良好的推动作用。

 

在激光焊接齿轮方面，工艺已日趋完善，可以控制焊缝气孔和裂纹达到工业要求，方法稳定可靠，效率高，虽然初期投资较大，但加工成本比机械加工要少50%。激光焊接有着传统焊接无法取代的优势，必将成为变速器齿轮焊接的主流产品。

 

激光填丝焊

 

激光填丝焊：是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后用激光照射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的一种工艺方法。原理图如图9所示。同激光非填丝焊相比激光填丝焊具有以下优点：

 

（1）可以降低对工件坡口加工，装配的精度要求，提高焊缝成形质量，扩大激光焊的适用范围；

 

（2）可以用较小的功率实现厚板焊接；

 

（3）通过调节填丝成分，可以控制焊缝区域的组织性能。

 

图 9 激光填丝焊原理图

 

激光填丝焊在车身制造中应用范围较小，主要有奔驰C级车后立柱焊接，奔驰以及江淮的商务车顶盖和侧围的连接，大众有一款车型四门方面有激光填丝焊。

 

激光电弧复合焊

 

激光电弧复合焊：是指将激光热源和作为第二热源的电弧复合起来作用在同一熔池上的焊接方法。激光电弧复合焊结合了激光和电弧的优势，使其即具备一般电弧焊的高适应性特点，又具备激光焊接的大熔深、高速、低变形的特点。

 

激光电弧复合焊中所添加的电弧主要有TIG电弧、等离子弧和GMA电弧（即熔化极气体保护焊，包括MIG焊和MAG焊）。激光-GMA电弧复合焊是目前受业界瞩目，研究和应用广的一种。激光电弧复合焊工艺分析：由于激光复合焊相对于激光自熔焊有更好的间隙适应性，激光和电弧的相互作用可以达到更宽的熔宽和更深的熔深，并且拥有较高的焊接效率。而且还可用于厚板的多层多道焊接。因此激光复合焊的应用也随之越来越广泛。

 

在激光复合焊接时，除了我们行业内熟识的激光热源外还存在另外一种热源——电弧。焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。焊接电弧的本质其实与雷雨天气时空中的闪电是相同的，只不过焊接电弧是人为可控的。通常与激光复合的热源有TIG（钨极氩弧焊）和MIG（熔化极惰性气体保护焊）。

 

TIG和MIG之间的区别之处就在于其放电产生电弧的电极不同。TIG的电极是由钨针构成的，由于钨的熔点很高，在焊接时其损耗很小，需要时可以额外地填加焊料进行焊接。MIG，顾名思义，其产生电弧的电极是焊丝，在焊接时由送丝机源源不断地向前送丝，而焊丝的末端会由于电弧的作用而不断熔化，过渡到熔池并形成焊缝的一部分。电弧焊时的能量是由弧焊电源来提供的。

 

弧焊电源的正、负两极通过工件和焊枪上的电极导通而形成回路，从而引燃电弧并维持电弧稳定地燃烧。弧焊电源与普通的电力电源不同，是一种提供低电压、大电流的电源，电流一般可以达到几百安培，FroniusTPS5000弧焊电源的焊接电流可达500A，而正常焊接时电压值只有几十伏特。

 

图 10 激光 - 电弧复合焊原理图

 

弧焊电源按照其输出电流的形式可分为直流电源、交流电源及脉冲电源等。弧焊时最主要的工艺参数就是焊接电流和焊接电压，而脉冲焊Fronius激光复合焊接头（MIG)接时会有脉冲频率及脉冲峰值等一些参数可调节。弧焊焊接时焊接电流主要决定了焊缝的熔深和余高。焊接电流增大后，并且作用在工件的电弧推力和热输入均增加，热源位置下移，也有利于热量向深度方向传导，熔深增加。熔深和焊接电流近于正比关系。在熔化极气体保护焊时，通常是通过改变送丝速度来改变焊接电流，增加电流需要相应增加焊丝进给速度，保证送丝量和焊丝熔化量的平衡，由于焊丝进给量的增加，并且熔宽增加较少，所以余高增大。

 

另外，MIG焊时，焊接电流与焊丝的直径也相关，焊接电流不变时，焊丝越细，送丝速度就越快，反之亦然。电流增大后，弧柱直径增大，会使熔宽增加，但是电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因此熔宽的增加量较小，也就是熔宽增加量小于熔深增加量。

 

弧焊焊接中，焊接电流过大时，通常会出现咬边、气孔、穿孔（对于薄板而言）及焊瘤等缺陷。由于焊接热输入过大，工件的变形会更严重，焊缝的热影响区加大，且更容易产生脆性的过热组织，韧性下降，会影响到焊缝结构的强度。MIG焊接时，焊接电流过大，还会导致焊接飞溅量增加，飞溅颗粒直径增大，给焊接过程稳定性及焊后的清理造成不良影响。

 

TIG焊接时，焊接电流过大时容易发生咬边及热影响区扩大，焊缝周边区域强度降低等现象。焊接电压实际是指电弧电压，电弧电压与电弧弧长相关，其主要影响了弧焊过程的稳定性及焊缝熔宽的大小。电弧电压增大后，电弧功率加大，工件热输入有所增大，同时弧长变长，电弧分布半径增大，因而熔深略有减小而熔宽增大。由于焊接电流不变，即送丝量不变，熔宽增加，余高自然减小。电弧电压过大时，弧长过长，气体保护效果不好，容易造成焊接过程不稳定，及在一些角接焊缝或较深坡口里施焊时，还易造成弧偏吹。

 

而电弧电压过小时，容易形成短路过渡，即焊丝末端熔化形成的熔滴与熔池形成短路，焊接飞溅明显增加。电弧焊时为了得到合适的焊缝成型，在增大焊接电流时也要适当的提高焊接电压，在熔化极电弧焊时，通常电弧电压要根据焊接电流来确定。

 

根据不同的焊接方法及弧焊系统有不同的经验公式来估算合适的电流、电压值，这对操作者的个人经验及素质有很大的要求。为了简化实际操作的难度，保证焊接电流和电压能够处在好的配合状态，现在已经发展了一元化MIG焊接系统，简而言之，就是通过调节送丝速度，而弧焊电源系统自动匹配恰当的电流和电压值。在实际焊接时，可以对电流或电压等参数进行微调以达到好的焊接效果。

 

激光电弧复合焊涉及两种热源，需要对激光焊接的工艺参数和弧焊的工艺参数进行联合优化，才能达到优的焊接质量和焊接效果。激光-电弧复合焊在汽车车身制造中主要应用领域为铝合金车身的焊接：以VWPhaeton的车门焊接为例：为了在保证强度的同时又减轻车门的重量，大众公司采用冲压、铸件和挤压成形的铝件。车门的焊缝总长4980mm，现在的工艺是7条MIG焊缝(总长380mm)，11条激光焊缝(总长1030mm)，48条激光-MIG复合焊缝(总长3570mm)。

 

也就是说，由于接头形式各异，激光复合焊并不适用于车门上的所有焊缝。在接头装配间隙很大的位置，具有良好桥联能力的MIG焊比激光焊或复合焊更有优势；反之，在接头间隙非常小的焊缝，热能集中，焊速快的纯激光焊是优的方案。需要强调的是，laserHybrid系统装置同时可实现上述MIG焊、激光焊、激光-MIG复合焊三种工艺，关闭MIG焊时，系统就成为激光焊；反之关闭激光则就成为MIG焊。

 

如果没有激光复合焊系统，VW大众集团就不得不更多采用厚而重的铝铸件。激光复合焊同样用于新型奥迪A8汽车的生产。在A8侧顶梁上有各种规格和形式的接头，就是采用激光复合焊工艺，焊缝共计4.5m长。

 

激光远程焊

 

激光远程焊：远程激光焊是指采用高速扫描振镜头进行长工作距离加工的一种激光焊接方法。其定位精度高、时间短、焊接速度快、效率高;工作距离长，不会与焊装夹具干涉、光学镜片污染少;可定制任意形状焊缝以优化结构强度等。与电阻点焊相比，远程激光焊接技术充分发挥了单侧，非接触式激光焊接带来的技术和经济优势，并将其与高速扫描振镜具有的优势相结合，大大缩短了焊接时间，提高了总生产效率，可有效用于日益增多的汽车覆盖件及零部件焊接。

 

激光远程焊主要应用在车门和侧围等覆盖件的组焊，如奔驰S级轿车全景天窗，大众高尔夫和奥迪A3的侧围，福特锐界的侧围等待。另外，很多汽车座椅生产厂家也把激光远程焊应用到了滑轨和靠背的焊接当中，生产效率得到了极大的提高。大族激光是国内最初进行激光远程焊接的厂商，成功案例众多，主要应用领域亦为汽车车身覆盖件和座椅的焊接。

 

激光钎焊

 

从20世纪80年代开始，激光技术开始运用于汽车车身制造领域。激光以其光束能量密度极高、加热范围小、焊缝及热影响区域窄、焊接速度快、深宽比大和焊接变形小等优点，在白车身制造领域得到广泛应用。激光钎焊技术在上个世纪90年代初首先在德国得到开发。

 

德国爱尔兰根大学在激光填丝钎焊工艺和过程控制方面做了大量的工作，激光器常选用光束传输和调节方便的光纤激光器和半导体激光器，钎料根据母材常选用Cu基钎料，主要接头形式包括对接、卷对接、搭接、卷搭接等。其最初的出发点是为了解决火焰钎焊热输入过大的问题，连接的工件主要为搭接或卷搭接形式的钢板。激光钎焊作为激光焊接技术的一种，较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化，可以获得光滑的焊缝表面，这不仅使产品更加美观，还提高了密封性，而且显著提高了焊接区域的强度，大大地提升了整车的安全性能。

 

图 11 激光远程焊接原理图

 

目前，在国内外的汽车制造业，激光钎焊主要应用在可视的外围接合件上，如顶盖与左右侧围的连接、行李箱上下两部分的连接及流水槽等，大众、奥迪所有车型及欧系和美系部分中高端车型顶盖均采用激光钎焊，日系和自主品牌也都跃跃欲试，或已经采购了设备，或正在进行相关技术方面的研究。

 

图 12 汽车覆盖件三维激光远程焊机器人工作站

 

5.1激光钎焊的原理

 

激光钎焊也称激光填丝钎焊，是在电弧钎焊的基础上发展起来的一种新的局部硬钎焊技术。其焊接原理是利用激光光束作为热源，聚焦后的光束照射在填充的焊丝表面上，焊丝被光束能量加热并熔化形成高温液态金属，从而填充到所需焊接的工件之间，即工件间的连接是通过钎焊层实现的，如图13所示。

 

图 13 激光钎焊原理

 

钎焊属于固相连接，它与熔焊方法不同，钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种连接方法。当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散，以及在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接。

 

5.2激光钎焊的优缺点激光钎焊的优点

 

激光钎焊作为一种新兴的焊接技术，正在被越来越广泛地应用到生产制造的各个环节中，特别在汽车白车身制造领域，激光填丝钎焊已经得到比较成熟的应用，在应用过程中，激光钎焊有其独特的优势和应尽量避免的一些缺点。

 

(1)激光钎焊加热温度较低，只在焊缝表面产生熔化现象，工件内部没有完全熔透，基本不产生汽化现象。

 

(2)激光钎焊接头平整光滑，外形美观。例如，白车身侧围和顶盖在拼接的时候，如果采用激光深熔焊焊接，总装时需要装配顶饰条对焊缝进行遮蔽，但是如果采用激光钎焊，焊缝均匀、平整光滑，在总装车间无需对焊缝进行遮蔽。

 

(3)激光钎焊多用波长1.06μm的激光作为光源，可用光纤传输，因此可在常规方式不易焊接的部位进行加工，灵活性好，更易实现自动化。

 

(4)由于激光束可以实现分光，可用半透镜、反射镜、棱镜以及扫描镜等光学元件进行时间与空间分割，所以激光钎焊能实现多点同时对称焊。影响激光钎焊的焊接参数主要有：光斑直径、激光功率、焊接速度和送丝速度。

 

5.3激光钎焊的主要工艺参数

 

1)光斑直径

 

光斑的直径对钎料的铺展影响较大。光斑直径过小，激光集中在钎料上，对母材的加热不足，钎料在母材上铺展时冷却过快，使钎料不易铺展；光斑直径过大，如果激光功率不够则无法及时熔化焊丝，如果激光功率足够则会严重烧损母材。对于卷对接接头，光斑直径与焊缝宽度（填充面宽度）基本一致时，钎料的铺展较充分。

 

(2)激光功率

 

焊丝熔化的速度取决于激光能量的大小，即激光功率。当激光功率不足时，焊丝熔化速度慢，铺展不充分，且作业时间长，生产效率低；当激光功率过大时，焊丝熔化速度快，如果送丝速度跟不上，则焊缝的铺展会间断。激光功率的上限值受设备限制，调节激光功率的大小主要考虑其与焊接速度及送丝速度的匹配。

 

(3)焊接速度和送丝速度

 

焊接速度决定作业时间的长短和生产效率的高低，所以应根据设备可提供的激光功率的大小选择适当的焊接速度以提高生产效率。通常焊接速度越快，生产效率越高，但对于半径较小的圆弧段焊缝或过渡段焊缝，过快的焊接速度产生的离心力将会阻碍熔融钎料的铺展，使焊接过程不稳定。选定了焊接速度（其上限值由机器人的性能决定）之后，需根据焊缝填充量的多少来匹配适当的送丝速度。送丝速度过快，焊缝表面会出现钎料的堆积，影响外观质量，送丝速度过慢则会使焊缝表面的出现下陷，过少的填充量会影响焊缝的焊接强度。当然，送丝速度的调节也需要同时考虑激光功率的大小。

 

(4)其它因素

 

另外，焊丝送丝角度、焊接头倾斜角度及热丝时热丝电流等对焊接质量也有较大影响，在工艺调试过程中要综合考虑以上因素，才能获得优的焊接品质。

 

5.4激光钎焊接头形式

 

表1.1为焊装车身激光钎焊接头的常见形式，实际应用时应考虑具体的车身设计要求、焊接方法的使用、激光焊机的功率和能量密度、焊接时的焊接速度及钎料的选择以及零件件来料精度等。图14为激光钎焊焊缝截面图。

 

表 1.1 汽车车身激光钎焊焊缝常见接头形式

 

图 14 激光钎焊焊缝截面图

 

发展趋势

 

激光焊接已经成为汽车焊装中的一项标准工艺，进口车型和合资品牌车型应用较为广泛，自主品牌车型应用尚少。随着制造工艺的发展，工件精度及工装夹具和自动化程度的提高，自主品牌的车型也将加大范围引入激光焊接。

 

大族激光作为国内激光领军企业，致力于激光加工工艺与自动化方面的研究，激光焊接与切割工艺处于国内上游位置。在激光焊接领域内如汽车覆盖件焊接、整车组焊、汽车拼焊板、其他零部件如安全气囊、减震器、汽车座椅等等拥有众多成功案例。