最近一段時(shí)間在汽車(chē)之家等論壇上有不少帖子談激光焊接的優(yōu)勢(shì)，教車(chē)友們?nèi)绾巫R(shí)別車(chē)身是不是激光焊接的。想和大家分享一下自己對(duì)汽車(chē)上的激光焊接技術(shù)的理解。
1、什么是激光焊接，激光焊接有哪些特點(diǎn)?
激光焊接采用高能量密度的激光為熱源照射在材料連接處，使得分離的材料吸收激光能量后迅速發(fā)生熔化乃至汽化并共同形成熔池，在隨后的冷卻過(guò)程一起凝固從而連接在一起。圖1是管的激光焊接過(guò)程，圖中紅色區(qū)域內(nèi)大致是激光的傳播路徑，高亮度的區(qū)域內(nèi)是金屬受熱后汽化產(chǎn)生的金屬蒸氣?？吹竭@里有的看官不禁要問(wèn)，激光在哪里，我怎么沒(méi)看見(jiàn)。這是因?yàn)榧す夂附佑玫母吖β始す獬Ｒ?jiàn)的有兩種：CO2激光和固體/光纖激光，前者的波長(zhǎng)為10.6μm，或者的波長(zhǎng)為1.06/1.07μm，都在紅外波段，因此肉眼是看不見(jiàn)的。
激光焊接主要有加熱范圍集中且精確可控、焊接變形小、焊接速度快等特點(diǎn)。為了幫助各位看官腦補(bǔ)一下，我們拿激光焊接和常見(jiàn)的電弧焊比較一下。激光光斑直徑可以精確控制，通常照射在材料表面的光斑直徑在0.2-0.6mm的范圍內(nèi)，且越靠近光斑中心的位置能量越高(能量從中心到邊緣呈指數(shù)衰減，即高斯分布)，激光焊的焊縫寬度可以控制在2mm以下。而電弧焊的電弧寬度無(wú)法精確控制且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光光斑直徑，電弧焊的焊縫寬度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光焊，通常在6mm以上。由于激光焊接的能量很集中，從而熔化的材料少，需要的總熱量小，因此焊接變形小，焊接速度快?？梢阅脤?xiě)字來(lái)形象的比喻激光焊和電弧焊。激光焊就像用0.3mm的簽字筆寫(xiě)字，字肯定就那么細(xì)，寫(xiě)得很快，寫(xiě)完紙基本沒(méi)變化，可以說(shuō)是指哪兒打哪兒;電弧焊就像用很大的毛筆寫(xiě)字，字不但粗，用的力氣不一樣字的粗細(xì)也不同，而且寫(xiě)得慢，寫(xiě)完紙由于浸水太多難免變形，只能說(shuō)是打哪兒指哪兒。
2、激光焊接與電阻點(diǎn)焊相比，誰(shuí)的強(qiáng)度更高?
從上面激光焊接的介紹我們可以看出，激光焊接貌似是一種高大上的焊接方法，那么用激光焊接來(lái)進(jìn)行車(chē)身的焊接，和目前普遍使用的電阻點(diǎn)焊相比，誰(shuí)的強(qiáng)度更高呢?
激光焊接的接頭是一條細(xì)長(zhǎng)的連續(xù)的直線，如圖2所示，而電阻點(diǎn)焊的接頭則是一排略微下凹的離散的圓點(diǎn)，如圖3所示。如果說(shuō)激光焊的接頭像拉鏈一樣把衣服的兩襟連在一起，那電阻點(diǎn)焊的接頭就像是扣衣服的扣子。那么激光焊和電阻點(diǎn)焊到底誰(shuí)的強(qiáng)度更高呢?激光焊的焊縫金屬是經(jīng)過(guò)快速凝固獲得的，其晶粒(金屬的基本組成單元，可以理解為金屬的細(xì)胞)更加細(xì)小，有利于提高焊縫金屬的強(qiáng)度，因此激光焊焊縫金屬的強(qiáng)度要比電阻點(diǎn)焊焊縫金屬的強(qiáng)度高一點(diǎn)。同時(shí)不要忘了，電阻點(diǎn)焊的接頭是一串離散的點(diǎn)，剛才拿焊上的部分去和激光焊比都已經(jīng)比不過(guò)了，而那些沒(méi)焊上的地方還要“拖后腿”，那平均下來(lái)電阻點(diǎn)焊就更加比不過(guò)激光焊了。因此，對(duì)于相同長(zhǎng)度的焊接接頭而言，激光焊的強(qiáng)度要高于電阻點(diǎn)焊。
3、為激光焊接買(mǎi)單是否值得?
看了上面的分析，大家似乎覺(jué)得小懂的這個(gè)問(wèn)題是廢話，肯定是選強(qiáng)度高的買(mǎi)啦，安全第一嘛。其實(shí)不然，且聽(tīng)在下細(xì)細(xì)道來(lái)。
經(jīng)過(guò)廠家進(jìn)行焊接參數(shù)優(yōu)化以后，電阻點(diǎn)焊接頭的強(qiáng)度雖然比不過(guò)激光焊，但是還是要比金屬母材高的，整體焊接車(chē)體的最薄弱環(huán)節(jié)在于母材上的焊接熱影響區(qū)。也就是說(shuō)金屬母材(尤其是焊接熱影響區(qū))是最弱環(huán)節(jié)，因此一旦車(chē)身受到強(qiáng)烈的外力時(shí)，絕大多數(shù)情況下都是金屬母材發(fā)生破壞，而不是焊接接頭。正是由于金屬母材這塊短板的存在，使得激光焊接的車(chē)身和電阻點(diǎn)焊的車(chē)身對(duì)外表現(xiàn)出來(lái)的強(qiáng)度幾乎沒(méi)有區(qū)別。激光焊接接頭強(qiáng)度雖高，奈何被金屬母材的強(qiáng)度拖后腿，沒(méi)有用武之地啊!
看到這里大家肯定又要問(wèn)，既然激光焊接并不能提高車(chē)身整體的強(qiáng)度，那為什么有的制造商還要花大價(jià)錢(qián)引進(jìn)激光焊接呢?那是因?yàn)榧す夂附悠鋵?shí)還有別的優(yōu)點(diǎn)。
首先，激光焊接的焊接速度要比電阻點(diǎn)焊快得多。例如6s的時(shí)間，激光焊可以焊1m長(zhǎng)的焊縫，而電阻點(diǎn)焊只能焊1個(gè)點(diǎn)。其次，激光焊的接頭是連續(xù)的，自然就不會(huì)像電阻點(diǎn)焊接頭那樣存在漏水的問(wèn)題，因此可以省去涂密封膠的工藝。
再次，激光焊接頭的變形小，有利于減小金屬覆蓋件之間的段差，提高車(chē)身精度，同時(shí)對(duì)于不同強(qiáng)度鋼板的拼接也有好處。
最后，激光焊接的飛濺很少，能夠讓天天“放煙花”的焊裝車(chē)間平靜下來(lái)，改善工人的作業(yè)環(huán)境。不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，上面的這些激光焊的優(yōu)點(diǎn)主要對(duì)制造商有意義，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，只要到手的車(chē)子間隙合適不漏水，其他的誰(shuí)在乎呢?
綜上所述，個(gè)人覺(jué)得，在價(jià)格和配置相近的情況下，選激光焊接的車(chē)身是毫無(wú)疑問(wèn)的。但是沒(méi)必要為了激光焊接來(lái)額外買(mǎi)單，而把激光焊接作為買(mǎi)車(chē)的重要指標(biāo)甚至是第一指標(biāo)就更加沒(méi)必要了。
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