高功率激光焊接是以高功率聚焦激光束为热源，熔化材料形成焊接接头的高精度、高效率绿色焊接方法。高功率激光焊接的优点有：焊缝深宽比大（激光深熔焊的深宽比可达10:1）；焊接速度快，焊接效率高；焊接变形小；焊接精度高；焊接强度高；焊缝显微组织良好；焊接材料适应性好；单面远距离焊接，大气中进行焊接，对焊接件尺寸和形状适应性好；焊接系统柔性高；易于实现自动化控制，适宜于大批量生产；可与其它焊接方法复合，进行激光复合焊接；可添加焊接材料进行激光钎焊/熔钎焊。相对于电阻点焊，高功率激光焊接可以优化车身结构设计和材料搭配，减轻重量并提高安全性。在发达国家，高功率激光焊接技术已成为汽车制造工业的标准加工工艺。

    高功率激光焊接技术应用于汽车制造中的工艺主要有：高功激光自熔焊接；高功率激光钎焊/熔钎焊技术；高功率激光复合焊接技术；高功率激光远程焊接技术。主要应用形式有：高功率激光拼焊；汽车零部件高功率激光焊接；汽车车身分总成与总成的高功率激光组焊。

1. 高功率激光拼焊技术

    高功率激光拼焊技术是在汽车车身设计制造中，根据汽车车身不同的设计和性能要求，将不同厚度、不同材质、不同或相同性能的板材通过高功率激光焊接连接成一整体（激光拼焊板，已经成为专有名词），再经冲压成形为汽车车身某一部件（只有激光焊接的板料才能焊接）。采用高功率激光拼焊技术，可以减少零件和模具数量、优化材料用量、减轻构件重量（实现汽车轻量化）、节省工序和装配工作量、降低成本和提高车身尺寸精度。图1为基于高功率激光拼焊板技术的汽车侧围内板。采了1.4mm、1.8mm和2.1mm三种厚度的板材。

图1 基于高功率激光拼焊板技术的汽车侧围内板

    高功率激光拼焊技术在发达国家汽车制造过程中已经得到广泛应用。近年来,国内合资汽车厂家大部分车型都采用了高功率激光拼焊技术。国内自主品牌汽车厂家也逐步在新车型上应用高功率激光拼焊技术。

    激光拼焊板主要是钢厂附属产品。也有个别私企开展少量拼焊板的制造提供市场。图2为大族激光自行研发的高功率激光拼焊专业夹具。

图2 大族激光高功率激光拼焊专业夹具

2. 汽车零部件高功率激光焊接技术

    汽车零部件焊接采用高功率激光焊代替其它焊接方法，零件焊接部位变形很小，连接精度高，焊接速度快，连接强度高，而且不需要焊后热处理。目前高功率激光焊接广泛应用于汽车齿轮、安全气囊、汽车座椅、减震器、气门挺杆、传动轴、转向轴、发动机排气管、离合器、增压器轮轴及底盘等汽车部件的制造中，已经成为汽车零部件制造的标准工艺。

    大族激光激光焊接的典型汽车零部件，销售多台设备已经在客户处运行多年。焊接的零部件包括：汽车座椅调角器、滑轨，离合器，安全气囊，减震器，双联齿轮等等（见图3）。

3. 汽车车身分总成与总成的高功率激光组焊技术

    高功率激光焊接技术运用于汽车车身能大幅度提高汽车的刚度、强度和密封性，从而提高车身的安全性和舒适性；降低车身重量并达到节能环保的目的；降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本，减少车身零件的数目并提高车身一体化程度；有助于提高车身的装配精度。高功率激光焊接技术应用于汽车车身焊装，大大提升了产品质量和档次。

    汽车车身分总成与总成的高功率激光组焊主要分侧围与顶盖的总成焊接以及后续焊接，四门两盖焊接，地板焊接，防撞杆焊接等。

图4 大族激光汽车车门内板高功率激光远程焊接

    图4为大族激光汽车车门内板高功率激光远程焊接。

    目前高功率激光自熔焊接、高功率激光钎焊/熔钎焊、高功率激光复合焊接技术已比较成熟，被普遍用在汽车零部件、激光拼焊板和汽车车身分总成与总成的焊接中；随着高光束质量光纤激光器的快速发展，高功率激光远程焊接技术发展很快，是一种高效率、灵活的焊接方式。在汽车制造中，采用高功率激光焊接技术可以提高产品设计的灵活性，提高生产效率，增强车身的刚度，提高产品质量和市场竞争力。

    大族激光钣金装备事业部高功率焊接中心致力于高功率激光焊接主机、激光焊接工装夹具、高功率激光焊接新工艺技术、自动化生产线集成控制技术等研发，为汽车行业提供全方位的激光焊接设备与工艺解决方案，已形成汽车零部件、激光拼焊板和汽车车身分总成与总成高功率激光焊接装备的批量销售和应用。■