激光焊接技術在轎車焊接中的應用

轎車車身都采用金屬構件和復蓋件的分塊組合。將各種預先制好的結構件，例如風窗立柱，門立柱、門上橫、前后冀子板、前后圍板、頂蓋等零部件通過焊接和鉚接的方式進行組合裝配。其中焊接是汽車裝配流水線上不可缺少的工序。

    車身焊接主要有電阻電焊、縫焊、二氧化碳焊等方式。電阻電焊通過施加在點焊電極上的電流將零件的接觸表面熔化，然后在壓力作用下連接在一起，主要用于車身構件及車架的焊接�？p焊用滾輪電極代替電阻電焊的點焊電極，滾輪電極傳遞焊接電流和壓力，其轉動與零件的移動相互協(xié)調(diào)，產(chǎn)生連續(xù)的焊縫，主要用于密封性焊接或縫點焊工件，例如油箱。二氧化碳焊是一種電弧焊，即局部加熱來熔化和連接零件而不需要施壓的一種焊接方法，在電極與工件之間的電弧作為熱源，同時施加二氧化碳遮住電弧和熔化區(qū)，使之與大氣隔開，主要用于車身蒙皮的焊接。

    根據(jù)不同的零件和要求，在汽車工業(yè)中采用了多樣化的焊接技術，應用到的焊接技術還有閃光焊、電子束焊、電栓焊、脈沖焊、摩擦焊等等。近年，還出現(xiàn)了激光焊，并且發(fā)展得很快，我國生產(chǎn)的一些轎車車身焊接，也采用了激光焊接。

    激光技術采用偏光鏡反射激光產(chǎn)生的光束使其集中在聚焦裝置中產(chǎn)生巨大能量的光束，如果焦點靠近工件，工仵就會在幾毫秒內(nèi)熔化和蒸發(fā)，這一效應可用于焊接工藝。激光焊接設備的關鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd:YAG激光器。Nd（釹）是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁柘榴石，晶體結構與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長為1.06μm，主要優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質(zhì)，產(chǎn)生平均為10.6μm的紅外激光，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率，標準激光功率在2-5千瓦之間。

    激光焊接的特點是被焊接工件變形極小，幾乎沒有連接間隙，焊接深度/寬度比高，因此焊接質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方法高。但是，如向保證激光焊接的質(zhì)量，也就是激光焊接過程監(jiān)測與質(zhì)量控制是一個激光利用領域的重要內(nèi)容，包括利用電感、電容、聲波、光電等各種傳感器，通過電子計算機處理，針對不同焊接對象和要求，實現(xiàn)諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測、焊縫質(zhì)量監(jiān)測等項目，通過反饋控制調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，從而實現(xiàn)自動化激光焊接。

    在激光焊接中，光束焦點位置是最關鍵的控制工藝參數(shù)之一，在一定激光功率和焊接速度下，只有焦點處于最佳位置范圍內(nèi)才能獲得最大熔深和好的焊縫形狀。在實際激光焊接中，為了避免和減少影響焦點位置穩(wěn)定性的因素，需要專門的夾緊和設備技術，這種設備的精確程度與激光焊接的質(zhì)量高低是相輔相成的。