【摘要】 目前,將激光技術服務業應用于汽車零部件的焊接中已有20個春秋,激光焊接成了汽車制造工藝中最先進的技術之一。迄今為止,國外已將激光焊接廣泛應用于汽車零部件的生產制造中,其中,主要應用于歧管、排氣管、消聲器、變速箱齒輪、離合器齒輪、汽車空調皮帶輪、減振器儲油缸筒體、濾清器、車門鉸鏈等的生產中。本文首先簡要分析了激光焊接技術的特點和相關內容,繼而就激光焊接技術在汽車零部件生產中的具體部位的應用展開了探討,希望能為汽車零部件的生產提供一定的參考。
【關鍵詞】 激光焊接； 汽車零部件； 生產； 齒輪； 離合器；
1 激光焊接技術的特點及大致運用
激光是指受激光發射的輻射光放大。激光焊接是以高功率聚焦的激光束為熱源，熔化材料形成焊接接頭的高精度，高效率焊接方法。
激光焊接具有焊接速度快、質量好、生產效率高、焊縫深寬比大、光亮美觀、熱輸入小、焊接熱影響區小、焊接不易變形等優點，另外，焊接鋼板能達到50mm 的厚度。由于激光焊接是被焊接弓箭，不易產生變形，零件的裝配間隙也很小，所以，零件盒工裝必須相當精確。國內汽車零部件精度和重復精度不高，在一定程度上阻礙了激光焊工
藝的應用發展。
比方說車身生產，國內普遍采用成型件三維焊接。激光焊接中激光束點尺寸數量級所要求的零件裝配尺寸精度很高，所以對車身中普遍存在著的三維空間焊接接頭，有一定的局限性?；蛘呖梢哉f，應用上的可行性與零件裝配后的精密度直接有關，也與激光系統的“對準”有關。現在少數汽車廠已將激光韓工藝成功的應用于白車焊接中。
激光焊接要求接頭的間隙必須達到精確的程度。一般，應根據板厚決定搭接接頭與對接接頭的間隙及誤差允許范圍。搭接接頭間隙要求一定要將誤差控制在焊件中薄件厚度的1/4 之內。誤差太大會引起上片燒穿，下片不熔合。對接接頭間隙最大誤差必須控制在板厚的3/20。對接接頭兩板橫向誤差與不平度要求誤差是板厚不大于1/4，縱向直線度必須在0.13mm 以下。
因為高功率激光束會導致金屬蒸發并形成等離子體，它對激光束起著阻隔作用，影響激光束被焊件吸收。所以激光焊的保護氣體必須考慮排除等離子體，通宜用高速噴嘴向焊接區噴送惰性氣體，這樣可以在使等離子體偏移的同時，保護熔化金屬與大氣隔絕。保護氣體多用一般使用氬（Ar）或氦（He）較多。
雖然當前采用激光焊接技術，所需設備和維護費用較高，對使用條件要求高，但它的焊接精度是不可挑剔的，零件變形率低，焊接結構的強度與剛度良好，仍然倍受親睞。
2 汽車零部件生產中應用激光焊接技術
2.1 汽車保險杠
車身若采用激光焊接，在強度和剛性上能優越30%。車前保險杠運用激光焊接也有明顯的效果：兩端采用1.2mm DP800 雙相鋼板,中間為0.7 mm 厚EePO4 低碳鍍鋅鋼板,平板先用激光拼焊,再沖壓變成帶波紋的保險杠。這種保險杠的材料、結構和生產技術都達到了輕量
化和高強度的目的。
2.2 車門
車身的三維組裝焊接，電阻壓力焊已被逐漸淘汰，激光焊接開始時興，比方說頂蓋與側面車身的焊接。車門系由2 片鍍鋅鋼板分別沖壓成型，用激光束搭接焊成的空心門。設備采用與機器人相結合的Nd:YAG 激光器,制造速度可達到1 件/min。
2.3 正時齒輪
發動機正時齒輪由鋼板壓制成形的兩部分經激光束搭接焊成，其生產工藝簡便。激光焊接首度在汽車生產中的應用是焊接變速箱的齒輪。在汽車變速器齒輪的生產中, 為了使齒輪更輕便、易操作、節約資源，發達國家已將齒輪組或齒輪軸由整體加工改為了分體加工,最后焊接兩部分。焊接不易變形,原材料性能被保留,焊接強度高。采用激光焊接技術進行齒輪焊接, 可提高變速器齒輪的產品精度, 簡化產品結構及制造工藝, 方便零部件結構的調整。同時, 由于激光焊接的齒輪件結構緊湊, 精度和可靠性提高, 可降低車輛故障率。由于采用了激光焊接, 焊接后的齒輪幾乎沒有焊接變形, 焊接后不需要熱處理, 而且焊接速度想的那個快, 此法得到了廣泛的應用。焊后齒輪整體的抗疲勞度增強了，但卻更加輕巧，對于發動機的旋轉部件有著相當重要的意義。
2.4 離合器
汽車離合器的功能是在旋轉動態中切斷或連接發動機的動力傳輸，設計時要完全將緩沖力量考慮在內。離合器的主體結構包括2 片鍛壓成形的外殼體和夾在內部的1 組螺旋彈簧。最后將兩片外殼體用激光焊接技術封焊成一個整體。激光焊接能滿足力學性能高強度要求，使先前的難以實施的設計真正實現。
2.5 懸架裝置
地面對車體的沖擊力集中在了汽車的懸架上，但我們坐車都希望盡可能舒適，所以對其減振性能提出了較高的要求，整體疲勞強度也必須高，尤其是在路面不規則時，而使用激光焊接技術來生產就能滿足以上要求。采使用激光焊接技術連接兩端件和液壓管筒，能達到標準的密封和承載性能。
2.6 進排氣門
進排氣門是在高溫和動態載荷下工作的。必須能以較高的速度來回運動，時間應能精確到毫秒。發動機的燃燒效率、動力輸出、耗油量、振動噪聲、尾氣排放等性能的好壞直接影響到氣門的性能。尤其是當高速發動機的轉速達到6000r/min 時, 進排氣門必須滿足重量輕便、強度高等要求。設計和制造工藝具體應該滿足： a.氣門內設置成大空腔，以減輕重量； b.空腔內填充金屬鈉冷卻劑，以能抵抗高溫； c.激光焊接技術制造打造,以能滿足高強度要求。
2.7 濾清器
濾清器就是汽車上安裝的，燃料在燃燒前過濾雜質的部位。濾清器主要構造是筒型殼體和兩個端蓋，主要材質是奧氏體不銹鋼、純鋁和工程塑料，它里面的過濾芯是紙質的。兩端蓋和筒型殼體的焊接主要使用激光束，密封性良好，且內部的過濾芯使用壽命較長。
2.8 發動機壓力傳感器
發動機壓力傳感器由螺紋的部分部位（連接發動機，使用AISI316 材料）和沉淀硬化馬氏體（不銹鋼體，彈性變形量隨著發動機內部壓力的增強而變大）兩部分構成，用激光焊接技術將兩部分連接。必須確保激光焊縫具有高強度，以保證即便是在長時間的壓力下，壓力傳感器仍然能將發動機的運轉精確測試。
2.9 發動機罩
發動機罩能將發動機和車外空間隔絕開來，使發動機的噪雜聲不影響到外面，避免各類的液體、固體侵害發動機。對其碰撞安全性能也大大提高。一旦車子需要維修，發動機罩就必須開啟，因此對整體的剛性要求較高。時下很流行的有一種類蜂窩板結構的方案，具體性能改進如下： a.隔聲效果更好了,提高了汽車整體抗噪音性； b. 提高了剛性,減輕了質量(減少了0.6～0.8kg 的重量)； c.能量吸收力強,在防撞性能上得到了大大改善,安全性能增強。這種發動機罩的使用了創新技術：結構設計和材料使用了不同厚度和強度的鋼板，拼焊則使用激光焊接技術。
2.10 柴油發動機的噴嘴
噴嘴的構造非常復雜, 生產一個噴嘴不進工序繁瑣，且耗資多。燃油燃燒后的沉積物容易沉積在噴嘴孔，使噴嘴越來越小。要重新使用噴嘴, 應焊接堵塞變小的孔, 重新打孔。這類焊封應運用Nd :YAG 脈沖激光器和不銹鋼焊條?？偠灾?，雖說國內的激光焊接技術已經有了很大的發展，但離汽車工業的生產標準，還有很大的差距，將激光焊接技術水平更好的
應用于汽車生產業，是擺在我們汽車制造者面前的一大課題，我們必須共同努力，盡快的讓中國屹立于世界汽車生產強國之林。
參考文獻
[1]魏偉,姚遠,楊立功等.汽車變速器齒輪的激光焊接技術[J].汽車工藝
與材料,2005.1:1-2.
[2]王勇剛,馬曉宇.激光在汽車工業中的發展現狀與應用[J].應用光學,
2004.25(5):1-2.
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