激光拼焊板技術(shù)簡(jiǎn)介

激光拼焊板技術(shù)是汽車車身設(shè)計(jì)制造中出現(xiàn)的一個(gè)嶄新的概念。1985年，德國Thys—sen Steel Co．建立了第一套激光焊接板材定制系統(tǒng)，開始用于生產(chǎn)奧迪汽車底板，采用激光拼焊板對(duì)于汽車的輕量化、減少模具種類和數(shù)量等成效顯著。因此，現(xiàn)在幾乎所有的著名汽車制造商都已在汽車生產(chǎn)中大量使用激光拼焊板，并且已經(jīng)出現(xiàn)了為汽車制造商提供激光拼焊板的供應(yīng)商。

激光拼焊板技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）減少零件數(shù)量。由于拼焊板可以一體成型，提高了車身覆蓋件的精度，減少了大量沖壓加工的設(shè)備和工序。一輛汽車的車身大約由300多種零件組成，采用激光拼焊板技術(shù)可使零件數(shù)量減少66%，因此大大減少了模具數(shù)量，提高了材料的利用率。

（2）減少結(jié)構(gòu)件質(zhì)量。由于采用不同鋼板拼接，對(duì)于易腐蝕的部位可采用鍍層鋼板以提高其使用壽命，又根據(jù)不同部位強(qiáng)度的要求，采用不同厚度的板料焊在一起，然后一次沖壓成型，而不再需要焊接加強(qiáng)筋，從而降低鋼材消耗和生產(chǎn)成本，減輕車身質(zhì)量。

（3）提高結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和可靠性。

激光拼焊板技術(shù)缺點(diǎn)

（1）機(jī)械性能和應(yīng)用效果。由于激光拼焊板存在厚度突變和焊縫的影響，且焊接添加金屬材料與被焊接基材在材料特性上必然有一定差異，致使拼接焊縫及其附近區(qū)域有較明顯的加工硬化現(xiàn)象，并且在沿長度方向上的硬度也會(huì)發(fā)生跳躍式的變化，這將為后續(xù)的成型加工造成極為不利的影響。

（2）應(yīng)用效果。在汽車工業(yè)中的大批量生產(chǎn)應(yīng)用中，激光焊接多采用“深入焊”或“透焊”工藝，但是，即便對(duì)焊縫間隙控制得再好，也無法避免出現(xiàn)焊接缺陷。從其表面來看，焊縫缺陷主要可分為兩大類：焊縫幾何形面缺陷和隨機(jī)缺陷。前者一般通過對(duì)一段焊縫進(jìn)行觀察即可發(fā)現(xiàn)，后者作為局部缺陷常出現(xiàn)在不可預(yù)知的位置。激光拼焊板的焊縫從外觀上來說即使采用任何涂裝措施也無法徹底掩蓋，因此它不適宜用作車身外覆蓋件材料：而一般用來制作內(nèi)覆蓋件或支承結(jié)構(gòu)件。

（3）工藝復(fù)雜程度。激光拼焊板可以通過激光焊接工藝進(jìn)行任意拼接，因此具有很大的靈活性。但由于它是不同厚度板材的對(duì)接或搭接，致使在拼接處板料厚度有突變，此外在焊縫及其附近會(huì)產(chǎn)生局部硬化，所以不得不增加一道熱處理工藝來消除硬化效應(yīng)，從而加大了工藝復(fù)雜程度。

德國蒂森克虜伯激光拼焊板有限公司從1985年開始生產(chǎn)拼焊板，激光拼焊技術(shù)的出現(xiàn)使得汽車生產(chǎn)制造從整車制造商向材料供應(yīng)商轉(zhuǎn)移。目前，激光拼焊板主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。在激光焊接中，材料是對(duì)接而不是搭接，這將帶來如下焊縫特性：

（1）降低焊縫區(qū)域的體積，例如，焊縫寬度不超過0.5～1mm；

（2）不增加焊縫高度；

（3）對(duì)沖壓成形性能影響較?。?

（4）在焊縫上附加鍍鋅后，可保持其陰極保護(hù)功能；

（5）焊接過程中，熱影響區(qū)小。

完成焊接后，焊縫區(qū)域的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)強(qiáng)度是非常重要的指標(biāo)，因此，還需對(duì)焊縫區(qū)域抽樣，進(jìn)行破壞性抗拉強(qiáng)度測(cè)試（杯突測(cè)試），以檢驗(yàn)焊縫區(qū)的拉伸成形性能。一般來說，焊縫的拉伸強(qiáng)度比母材的強(qiáng)度要高。

激光拼焊板工藝與傳統(tǒng)點(diǎn)焊搭接工藝的產(chǎn)品相比有諸多優(yōu)勢(shì)：不僅降低了整車的制造成本、物流成本、整車重量、裝配公差、油耗和廢品率，而且減少了外圍加強(qiáng)件數(shù)量，簡(jiǎn)化了裝配步驟及工藝，同時(shí)使車輛的碰撞能力增強(qiáng)，沖壓成型率及抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封膠，也為環(huán)保帶來利益。

拼焊板已被廣泛的應(yīng)用于車身部位，ULSAB（世界輕質(zhì)鋼制車身協(xié)會(huì)）的最新研究結(jié)果表明：最新型的鋼制車身結(jié)構(gòu)中，50%采用了拼焊板制造。

當(dāng)激光拼焊技術(shù)應(yīng)用于車身側(cè)圍的制造，不再需要任何加強(qiáng)桿、加強(qiáng)筋及附屬的生產(chǎn)工藝，則重量和部件數(shù)量都會(huì)得到減少，而高延展性材料的應(yīng)用也會(huì)使抗撞擊能力得到改進(jìn)。同時(shí)，也不再需要加強(qiáng)板，在B柱上，拼焊板的應(yīng)用可大大降低累積公差。

激光拼焊板的采用，不僅提高了車門部件制成品質(zhì)量的穩(wěn)定性，使車門部件的調(diào)校不再是個(gè)難題，同時(shí)可降低部件的重量，而且原有接縫處密封措施的省略，也使其更具有環(huán)保性。此外，拼焊板在車門上的應(yīng)用還使鉸接區(qū)域的剛性得到整體加強(qiáng)，車門的配合公差得到大幅改善。重量降低、生產(chǎn)工藝得到優(yōu)化，則必然使成本下降。

奧迪A6的車身強(qiáng)度和剛度一直備受贊揚(yáng)，國產(chǎn)全新奧迪A6L在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了再次改進(jìn)：采用了激光拼焊技術(shù)的車身設(shè)計(jì)。新奧迪A6L經(jīng)過強(qiáng)化的車身，其抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度提高了34%。配合全新的車身、底盤設(shè)計(jì)加之采用先進(jìn)激光焊接技術(shù)的堅(jiān)固車身結(jié)構(gòu)，使國產(chǎn)全新奧迪A6L在遭遇碰撞時(shí)，預(yù)測(cè)的車身變形區(qū)、側(cè)面防撞保護(hù)梁以及合理的車內(nèi)空間結(jié)構(gòu)等能夠?yàn)槌丝吞峁┯行ПＷo(hù)。這些看不到摸不著的設(shè)計(jì)和選材不但能降低車輛的制造成本和重量，還能在關(guān)鍵時(shí)刻最大限度地保護(hù)乘客的生命安全。

在歐美等發(fā)達(dá)國家，激光拼焊不僅在交通運(yùn)輸裝備制造業(yè)中被使用，還在建筑業(yè)、橋梁、家電板材焊接生產(chǎn)、軋鋼線鋼板焊接（連續(xù)軋制中的鋼板連接）等領(lǐng)域中被大量使用。