世界上第一臺(tái)激光器誕生于1960年，我國(guó)于1961年研制出第一臺(tái)激光器，40多年來(lái)，激光技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展迅猛，已與多個(gè)學(xué)科相結(jié)合形成多個(gè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。在上個(gè)世紀(jì)八十年代，激光技術(shù)運(yùn)用于汽車(chē)領(lǐng)域，主要是運(yùn)用激光焊接車(chē)身。
那么，什么叫做激光技術(shù)？激光技術(shù)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(diǎn)靠近工件，工仵就會(huì)在幾毫秒內(nèi)熔化和蒸發(fā)，這一效應(yīng)可用于焊接工藝。激光焊接設(shè)備的關(guān)鍵是大功率激光器，主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是固體激光器，又稱(chēng)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(jié)構(gòu)與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長(zhǎng)為1.06μm，主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的光束可以通過(guò)光纖傳送，因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠(yuǎn)程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車(chē)工業(yè)常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類(lèi)是氣體激光器，又稱(chēng)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(biāo)準(zhǔn)激光功率在2-5千瓦之間。
明白了什么是激光技術(shù)，那么，激光技術(shù)又是怎樣運(yùn)用于汽車(chē)領(lǐng)域的呢？特別是激光焊接技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的運(yùn)用。目前，車(chē)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(guò)施加在點(diǎn)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(chē)身構(gòu)件及車(chē)架的焊接?？p焊用滾輪電極代替電阻電焊的點(diǎn)焊電極，滾輪電極傳遞焊接電流和壓力，其轉(zhuǎn)動(dòng)與零件的移動(dòng)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(diǎn)焊工件，例如油箱。二氧化碳焊是一種電弧焊，即局部加熱來(lái)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(shí)施加二氧化碳遮住電弧和熔化區(qū)，使之與大氣隔開(kāi)，主要用于車(chē)身蒙皮的焊接。它主要具有：易于控制，速度快，自動(dòng)化程度高；由于局部加熱，所以工件不會(huì)產(chǎn)生熱損傷，熱畸變??；焊接精度高，重復(fù)操作穩(wěn)定性好，成品率高；非接觸性加工，無(wú)需焊接輔助工具；焊接時(shí)不用焊條或填充材料，可以得到無(wú)雜質(zhì)無(wú)污染的焊縫；可實(shí)施異種材料的焊接，也可焊按常規(guī)方法難以焊接的材料；焊接在空氣中進(jìn)行，與真空電子束焊接相比，不需要真空室，不產(chǎn)生X射線這些優(yōu)點(diǎn)。
汽車(chē)工業(yè)中，激光技術(shù)主要用于車(chē)身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車(chē)身設(shè)計(jì)制造中，根據(jù)車(chē)身不同的設(shè)計(jì)和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過(guò)激光截剪和拼裝技術(shù)完成車(chē)身某一部位的制造，例如前檔風(fēng)玻璃框架、車(chē)門(mén)內(nèi)板、車(chē)身底板、中立柱等。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點(diǎn)焊數(shù)目、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好處，目前已經(jīng)被許多大汽車(chē)制造商和配件供應(yīng)商所采用。激光焊接主要用于車(chē)身框架結(jié)構(gòu)的焊接，例如頂蓋與側(cè)面車(chē)身的焊接，傳統(tǒng)焊接方法的電阻點(diǎn)焊已經(jīng)逐漸被激光焊接所代替。用激光焊接技術(shù)，工件連接之間的接合面寬度可以減少，既降低了板材使用量也提高了車(chē)體的剛度。激光焊接零部件，零件焊接部位幾乎沒(méi)有變形，焊接速度快，而且不需要焊后熱處理，目前激光焊接零部件已經(jīng)廣泛采用，常見(jiàn)于變速器齒輪、氣門(mén)挺桿、車(chē)門(mén)鉸鏈等。目前，新的激光焊接有激光混合焊接技術(shù)、雙焦點(diǎn)激光焊接技術(shù)兩種。激光焊接運(yùn)用于汽車(chē)可以降低車(chē)身重量、提高車(chē)身的裝配精度、增加車(chē)身的剛度、降低汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中的沖壓和裝配成本，減少車(chē)身零件的數(shù)目同時(shí)將其整體化是非常必要的。
談到汽車(chē)行業(yè)運(yùn)用激光焊接技術(shù)上，我們最先想到的就是德國(guó)人，德國(guó)人最先把激光焊接技術(shù)運(yùn)用于汽車(chē)。我們以寶馬和大眾為例可以看到，在20世紀(jì)90年代中期，BMW公司利用激光焊接機(jī)器人完成了BMW 5系列轎車(chē)的第一條焊縫，焊縫總長(zhǎng)度達(dá)12m。到2003年7月，激光焊接焊縫的總長(zhǎng)度累計(jì)達(dá)到150萬(wàn)米。在新的激光焊接技術(shù)方案上，德國(guó)大眾Touran轎車(chē)就是一個(gè)很好的例證。在這一新型轎車(chē)中，激光焊點(diǎn)的數(shù)量達(dá)到了1400個(gè)、焊縫的總長(zhǎng)度達(dá)70m。同時(shí)，奧迪也采用了激光焊接技術(shù)來(lái)焊接車(chē)身。在舒適、美觀的敞蓬轎車(chē)的生產(chǎn)中，VW公司的技術(shù)人員與奧地利的焊接專(zhuān)家Fronius公司合作研制開(kāi)發(fā)了一種激光混合焊接技術(shù)。在高級(jí)敞蓬轎車(chē)的車(chē)門(mén)上，激光混合焊接焊縫的長(zhǎng)度達(dá)到了35.7m，是純激光焊接焊縫長(zhǎng)度的3倍。在中國(guó)上市的一汽大眾生產(chǎn)的緊湊車(chē)型Sagitar，又叫速騰，即使是“小車(chē)”，可是速騰的激光焊接卻達(dá)到了30多米長(zhǎng)。高爾夫的焊接長(zhǎng)度方面，激光焊接也長(zhǎng)達(dá)52.5m，Polo的全車(chē)身激光焊接總長(zhǎng)度也達(dá)到6591毫米，在激光混合焊接技術(shù)上，德國(guó)大眾的材料專(zhuān)家認(rèn)為：與純激光焊接技術(shù)相比，利用激光混合焊接技術(shù)可大大提高板金件縫隙的連接能力。從而使得VW公司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，大眾的Phaeton D1所有車(chē)門(mén)都采用激光-MIG復(fù)合焊。另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是BMW 5系列的寶馬轎車(chē)的鋁合金隔板采用這種激光混合焊接技術(shù)與內(nèi)高壓變形加工的鋁合金支架焊接在一起。在雙焦點(diǎn)激光焊接技術(shù)上BMW公司采用了雙焦點(diǎn)激光焊接技術(shù)。因?yàn)樵摷夹g(shù)在鋁合金材料的焊接過(guò)程中有很好的性能，因此廣泛應(yīng)用于BMW公司的大批量生產(chǎn)過(guò)程中。
采用激光焊接的車(chē)身提高了車(chē)身30%多的鋼度，從而提升了車(chē)身的安全性；同時(shí)也減輕了車(chē)身重量，還可以達(dá)到省油的目的；焊接的精度也大大得到了提高。這些，都幫助降低了汽車(chē)的生產(chǎn)成本，最終還是消費(fèi)者受益，正所謂“科技以人為本”。
目前，在國(guó)外，德國(guó)大眾公司在Audi A6、Golf A4、Passat等品牌的車(chē)頂均采用激光焊接，寶馬、通用公司在車(chē)架頂部也采用激光焊接，通用、豐田、福特、寶馬 、菲亞特、奔馳、大眾公司均采用激光拼焊板技術(shù)，美國(guó)三大汽車(chē)公司、德國(guó)奔馳公司則采用激光焊接傳動(dòng)部件，大眾公司 、通用公司 、奔馳公司 、日產(chǎn)公司應(yīng)用了激光切割技術(shù)，菲亞特和豐田公司用激光涂覆發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥，大眾公司發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸實(shí)現(xiàn)激光表面硬化處理。
在國(guó)內(nèi)，從國(guó)內(nèi)國(guó)產(chǎn)高品質(zhì)車(chē)型，如：帕薩特、別克、奧迪等都采用激光拼焊板向激光焊接的轉(zhuǎn)變上，國(guó)內(nèi)開(kāi)始了采用激光焊接技術(shù)的轉(zhuǎn)變，在國(guó)內(nèi)首先采用激光焊接技術(shù)（而不是激光焊接）方面，走在前列的還是一汽大眾，同時(shí)部分國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠商也漸漸開(kāi)始采用這種技術(shù)。激光技術(shù)目前在一汽的應(yīng)用方面， 一汽大眾Audi A6頂蓋和BORA后罩蓋采用激光焊接，速騰（Sagitar）分別在車(chē)身的頂部、后罩蓋等多處采用了激光焊接技術(shù)，焊接長(zhǎng)度達(dá)到30多米。一汽使用的設(shè)備為德國(guó)Hass YAG 3KW激光器和Kuka機(jī)器人，一汽轎車(chē)公司轎車(chē)車(chē)身覆蓋件采用激光切割，使用設(shè)備為德國(guó)ARNOLD 3KW三維五軸CO2激光加工機(jī)，一汽底盤(pán)零件廠剎車(chē)蹄片采用激光硬化處理，使用設(shè)備為國(guó)產(chǎn)2KW CO2激光加工機(jī)，一汽模具中心薄板件為激光切割，使用設(shè)備為國(guó)產(chǎn)1.5KW CO2激光加工機(jī)。隨著激光焊接技術(shù)的成熟和激光焊接機(jī)的價(jià)格下降，中國(guó)的奇瑞汽車(chē)也開(kāi)始采用激光焊接技術(shù)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
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