激光技術如今已滲透到汽車生產的幾乎每個角落。從三級零部件和材料供應商到全球最大的整車制造商，整個供應鏈的各個環節都廣泛應用著激光技術。 如今，激光的應用已遠不止于焊接。除了結構組裝，它們還支持電池制造、電力電子產品生產、表面處理、可追溯性檢測，以及十年前甚至不存在的各種應用領域。 本文將從宏觀層面探討了激光技術在現代汽車制造中的應用場景，同時著重闡述了激光加工的獨特特性——這些特性將確保激光技術在行業向更高精度、更強自動化及電動汽車快速發展的進程中始終占據主導地位。 ——這些特性將確保激光技術在行業邁向更高精度、更強自動化及電動出行快速發展的進程中始終占據主導地位。 激光究竟有何特別之處？ 當今許多行業都面臨著相同的根本性壓力。它們必須交付精度更高、質量更優、體積更小、能耗更低的產品。在制造層面，它們還面臨著更高的產量要求、更嚴格的可持續性標準以及持續的成本下行壓力。 激光之所以成為如此廣泛應用的制造工具，是因為它們往往比其他機械、熱能和化學工藝更能持續地實現所有這些目標。這是因為： 激光加工屬于非接觸式工藝：由于無需工具且不施加外力，激光加工過程能長期保持穩定一致。 激光具有極高的空間選擇性：激光束既可聚焦至微米級，亦可擴展覆蓋數平方英尺范圍，從而協助系統和操作員將能量精準投射至所需位置。 激光具有相干性和高亮度：高功率密度可實現深穿透焊接、快速切割、切口光潔以及最小熱影響區。 激光器具有高效性：其能將電能高效轉化為光能，并將該能量以極低損耗耦合至材料中，從而減少熱輸入并降低后續加工需求。 激光器易于自動化：幾乎所有激光輸出參數均可實時遠程調節。這支持復雜的工藝配方和快速切換。 激光技術適用于多種材料：同一激光平臺通常可加工鋼材、鋁材、銅材、鎳合金、涂層鋼材、塑料、復合材料及陶瓷。 激光技術支持先進的監測與閉環控制：工藝反饋 ——從簡單的功率讀數到在線焊縫深度測量——實現自動化激光控制，助力達成卓越的批次間一致性。 現在，讓我們快速瀏覽一下激光技術在汽車制造領域產生最大影響的幾個方面。 白車身 車身白車身是激光技術在20世紀70年代首次進入汽車生產領域的起點，此后其應用范圍不斷擴展。如今，激光技術已廣泛用于高速焊接、修邊及定制坯料生產。 激光焊接的優勢在于其能形成窄而深的焊縫，且熱輸入量極低。這些特性可減少變形、改善裝配配合度，并確保大型裝配體保持嚴格的尺寸公差。 低熱輸入在處理當今先進材料時尤為重要，包括高強度和超高強度鋼材。這些材料在傳統焊接方法下可能發生變形、開裂或喪失其獨特的機械性能。低熱輸入在連接混合材料時同樣具有優勢——由于材料間存在不同的熱膨脹系數和熔化特性，傳統焊接方式極易導致其變形或開裂。 激光技術通過實時焊接和機器人搭載的掃描頭，支持連續不間斷的運動。這使制造商能夠消除啟停延遲，從而提高生產效率。 由于激光加工工藝清潔、穩定且可重復，可減少返工和下游檢測工作量。結合焊縫深度與位置的在線監測功能，激光技術為原始設備制造商提供了高質量的連接方案，能輕松融入現代自動化車身車間。 動力總成與底盤部件 激光技術在動力總成和底盤部件的生產中也發揮著日益重要的作用，這些部件的精度和可重復性直接影響車輛性能、耐久性和安全性。 其中許多部件——包括變速箱殼體、驅動單元外殼、冷卻板、安裝支架和懸架組件——具有復雜的幾何形狀和變化的材料厚度。 ——包括變速箱殼體、驅動單元外殼、冷卻板、安裝支架及懸架部件——均具有復雜幾何結構和多變的材料厚度。 YLS-AMB系列光束模式可調激光器 所有這些焊接應用都受益于激光器提供的精確熱控制。對熱輸入的精密調控有助于形成強度高、一致性好且變形極小的接合部，使制造商能夠在持續負載條件下保持零件的對齊精度和機械完整性。 新近開發的雙光束光纖激光器配置進一步拓展了這些優勢，實現了鑄件與機加工部件的無飛濺焊接——這一應用領域曾由二氧化碳激光器主導。雙光束激光器提供清潔穩定的加工過程，這對含有潤滑劑、軸承或必須保持無污染的精密表面的組件尤為重要。 傳統單光束激光焊接 AMB光束模式可調激光焊接 電動汽車電池制造 激光技術的應用在任何領域都未曾加速得如此之快 ——在電動汽車電池制造領域，激光技術不僅應用速度最快，更發揮著至關重要的賦能作用。電池單元、模塊及電池組均需對銅、鋁、鎳等組件進行精準可重復的焊接。這些材料以難以用傳統工藝焊接而聞名。 激光技術能夠實現精密的熱控制，從而形成機械強度高、電阻低的電氣連接。這一過程不會損傷附近的隔膜、粘合劑或絕緣層。它支持高速的引線片與母線焊接、箔片焊接，以及對集流器的精密切割，且僅產生極少毛刺或碎屑。 雙光束和擺動光束光纖激光器配置在此再次至關重要。其應用可減少飛濺并最大限度降低多孔性，從而確保每包數千個接頭均具備穩定的連接質量。 在線光學監測技術的創新進一步提升了工藝質量，可實時驗證焊接深度、焊縫位置及一致性。這些技術為電動汽車制造商提供了可擴展的高產出工藝，用于制造構成現代電動出行核心的電池單元、電池組件及電池包結構。 電機 激光加工在電動汽車牽引電機的制造中具有重要價值，尤其適用于采用發夾式繞組設計的電機。其銅導體必須經過精確剝皮、成型和焊接，以最大限度降低電阻，并滿足最終組裝繞組的嚴格機械公差要求。 激光通常首先用于精確、干凈地去除漆包線絕緣層。它能不接觸機械、不產生變形或熱損傷地暴露底層銅線。這些效果難以通過研磨或化學剝離方法實現。 為建立最終電氣連接，激光焊接技術以極低熱輸入形成強固、飛濺少的接合點。此工藝有效保護鄰近絕緣層、疊片及環氧灌封材料。雙光束 ——尤其是擺動光束方案——能進一步增強間隙橋接能力與焊接一致性，確保數千個發夾式引腳的性能均一性。 內飾與裝飾件 激光技術支持多種內飾與飾件加工操作。其優勢在于兼具精度與速度，且常能呈現更優的視覺效果。眾多塑料、織物、復合材料及涂層部件——尤其是消費者可見的部件——需要 整潔的切割、 精密穿孔或孔位布局或裝飾性特征。 機械工具難以在不產生粗糙度或變形的情況下形成此類邊緣。激光切割可實現光滑、可重復的邊緣，且熱影響極小。這不僅提升了外觀美感，還減少了后期加工以恢復外觀的需求。其切割復雜輪廓的能力使其成為儀表板開口、傳感器窗口、揚聲器網罩及裝飾性穿孔的理想選擇。 激光標記技術，尤其是晝夜標記技術，廣泛應用于汽車內飾領域。該技術特別適用于背光按鈕、開關及裝飾件，能實現美觀、高辨識度且有時復雜的標記效果。由于無需模具且兼容多種材料，激光標記技術可實現快速選項變更和變體切換，無需重新調整設備。 可追溯性與合規性標識 激光標記的優越特性使其在汽車可追溯性應用中得到廣泛采用。其中最突出的優勢在于無接觸加工及無工具磨損，從而消除了損傷精密表面的風險。此外，激光技術既能生成微型標記，也能實現大型標識，既支持微型序列化標記，也能制作高對比度的大型識別標記。 通過軟件控制激光打標的能力，可在無需重新調整設備的情況下，實現序列化標記或即時更改標記內容。由于激光技術適用于金屬、塑料、涂層及復合材料，單一平臺即可標記車輛中使用的多種材料。 關鍵標記應用包括制動部件、安全氣囊模塊和結構緊固件。這些部件需要經久耐用的永久標識，能夠在車輛整個生命周期中承受高溫、液體和振動。電子元件及外殼（包括控制單元、傳感器和電源模塊）所需的標記必須避免損傷內部組件或破壞密封。在整個供應鏈中，序列化編碼和數據矩陣編碼支持零件追蹤、變體控制，并確保符合行業及法規要求。 表面清潔 在需要嚴格控制材料去除深度并保護底層結構的場合，激光技術正日益廣泛地應用于表面處理。激光清洗通過去除銹蝕、氧化物、粘合劑和油漆，無需機械接觸或研磨介質即可實現這一目標。該工藝能呈現潔凈均勻的表面，同時避免了噴砂或研磨可能導致的變形、基材損傷或結果不一致的問題。 低熱輸入可保持周邊材料特性完好，這對準備焊接或粘接工件至關重要。激光甚至能以可控圖案對表面進行紋理處理，從而增強粘合強度或提高潤濕性。由于該工藝可編程控制，制造商無需遮蔽或固定即可對特定區域實施這些處理。 粉末涂料固化 高功率二極管激光系統在粉末涂料固化中的應用才剛剛起步。這是因為與傳統的對流或紅外燈烘箱相比，激光固化具有多重優勢。 由于激光提供局部加熱，僅涂層區域達到熔融和流動溫度。窄帶紅外激光光被粉末顆粒強烈吸收，這提高了固化效率并最大限度地減少了底層部件的整體加熱。二極管激光器的電光轉換效率也遠高于其他紅外光源，這意味著更多輸入功率直接用于固化，而非以多余熱量形式損耗。 這些特性共同使激光固化技術相比其他方法顯著更快且更節能。此外，激光粉末涂層固化工藝便于在線過程控制，從而實現高度一致的成果。
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