混合激光焊接技术在汽车制造中的应用

【摘 要】在不断发展的汽车制造业,只有不断降低成本,提高效率和质量,才可以立于不败之地,保障企业持续稳定的发展.本文根据对混合激光焊接技术的了解和叙述,探讨了其对汽车制造业的的应用效果.

【关 键 词】混合激光焊接；汽车制造；制造成本

随着焊接工艺在汽车制造中的不断应用和发展,对于焊接的功能实现和外观都有着不断提高的要求,为适应社会需求,人们不断研究新的焊接技术工艺,以达到高质量、高效率、成本低、美观大方的目的.混合激光焊接技术的应用,让我们离目标越来越近.

一、混合激光焊接技术的工作原理

混合激光焊接技术是采用传统的金属及气体电弧焊和激光焊接技术的优点,进行合理化结合,主要利用电弧加热填充金属和工件,达到金属融合的效果.

混合激光焊接技术受气体等因素的影响较多,为达到降低机器成本的目的,我们要通过对各个有影响的参数进行控制,减小谐振腔的尺寸,降低混合激光焊接技术的供能成本,确定混合激光焊接中焊丝的给进位置.激光推动焊丝进入熔融焊池,降低熔融焊丝所需的二次能量,这个过程中为提高焊接速度,我们采用了拖尾式的混合激光焊接技术进行焊丝给进.混和激光焊接的电弧在焊丝填充到达尾部时产生等离子,并对基底材料进行蒸发,这时会在熔融焊接池的边缘出现一个小凹陷,这个凹陷能够起到降低激光光束需要穿透的深度,提高了穿透性能.

二、混合激光焊接技术的特点

混合激光焊接技术在汽车制造中的应用有以下特点：（1）在进行混合激光焊接过程中添加的辅助材料,施加给焊缝晶格组织的影响,使得焊缝的韧性较高；（2）熔深更大,焊缝焊接能力强；（3）减少人工,减少投资；（4）焊缝背面下垂在没有烧穿时的适用范围更加广泛；（5）焊接速度快；（6）焊接热量产生的少；（7）焊缝的宽度和突出小,强度高；（8）生产效率高；（9）光学设备配置性能高；（10）对焊接产生的缝隙弥补合理,效果高；（11）钣金件缝隙的连接能力提高；（12）提高车身刚度,提升汽车安全性；（13）车身重量减小,有省油效果；（14）焊接精度高；（15）前期投入太高,包括配套设备和保护气体的投资.

三、混合激光焊接技术中对保护气体的选择

现在在汽车制造中使用最多的是二氧化碳、氩和氦等气体作为电弧和熔池的保护气体,在这些保护气体中,氦气控制粒子大小最为合理,这是由其平均蒸汽粒子最小决定的.但是在电离率和等离子体电压方面,氦气虽然有着很大的优势,但是分子质量却比氩气小.因此,我们发现,在选用氦气作为保护气时,只有保证流速足够能将激光光束路径上的金属进行蒸发并排出,虽然效果非常好,但是氦气的却较高,这无疑是增加了焊接成本,增加了汽车整车成本.为了弥补氦保护气的缺陷,同时实现抑制等离子体,排出蒸汽粒子,达到优化保护气,降低成本的目的,我们引进了使用40%～50%的氩气混合气体,这种混合气体的比重越高,对于排除蒸汽粒子的流速需要就越低.混合气体在汽车制造中进行焊接工艺时产生的惰性对焊接起到加速的作用,降低报废率.将二氧化碳或者氦气按照一定的比例混合氩气,用于混合激光焊接过程中的二次保护气,使焊接的性能得到很大的提高,产生电弧电压更高,焊珠的外形扩大,增强了电弧稳定性.因为这些气体的高昂,因此在运输过程中一定要确保安全,同时还要相对更为经济,这样我们才能真正达到降低制造成本的目的.

四、混合激光焊接技术在现代汽车制造中的应用

随着激光焊接技术的不断发展,各个汽车企业纷纷引进最新的焊接工艺,直接影响着其在汽车制造业中的行业竞争力,混合激光焊接技术的种种优点在汽车制造中发挥充分,可以大大降低制造成本,提高铝合金材料性能,已经在大众、宝马等知名制造公司.例如：宝马5系列轿车的铝合金隔板；大众PhaetonD1的车门；大众Golf、AudiA4和A6、Passat的车顶等等.在汽车制造中使用混合激光焊接技术的主要汽车公司有：大众、通用、奔驰、日产、菲亚特、福特、宝马、丰田,还有国内的奇瑞.

目前,混合激光焊接技术已经被广泛应用于汽车制造业中,并不断完善,推动汽车制造业的发展,同时汽车制造业的飞速发展,不断提出新的需求,从而反过来促进混合激光焊接技术的不断优化.为了满足人们对汽车质量、功能和外观的新需求,要求我国汽车制造企业一定要根据实际情况,引进最新的焊接工艺,提高汽车制造中的工作效率和产品质量,同时降低成本,从而达到企业稳定、持续发展的目标.因此,在汽车制造中广泛应用混合激光焊接技术等先进工艺,已经成为国内汽车业内人士的关注.在汽车制造业的发展中,混合激光焊接技术的优化,降低成本,运输的经济性和安全性仍需要我们不断探索,推动我国汽车制造业的快速发展.