【摘要】 目前,將激光技術服務業(yè)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)提供一定的參考。

【關鍵詞】 激光焊接； 汽車零部件； 生產(chǎn)； 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(fā)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(chǎn)效率高、焊縫深寬比大、光亮美觀、熱輸入小、焊接熱影響區(qū)小、焊接不易變形等優(yōu)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(chǎn)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(fā)展。
       比方說車身生產(chǎn)，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(shù)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。或者可以說，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(tǒng)的“對準”有關。現(xiàn)在少數(shù)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(jù)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(fā)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(qū)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(chǎn)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(yōu)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(chǎn)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(fā)動機正時齒輪由鋼板壓制成形的兩部分經(jīng)激光束搭接焊成，其生產(chǎn)工藝簡便。激光焊接首度在汽車生產(chǎn)中的應用是焊接變速箱的齒輪。在汽車變速器齒輪的生產(chǎn)中, 為了使齒輪更輕便、易操作、節(jié)約資源，發(fā)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(chǎn)品精度, 簡化產(chǎn)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(fā)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(tài)中切斷或連接發(fā)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(xiàn)。

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(guī)則時，而使用激光焊接技術來生產(chǎn)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(tài)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(fā)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(fā)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(fā)動機壓力傳感器
       發(fā)動機壓力傳感器由螺紋的部分部位（連接發(fā)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(fā)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(fā)動機的運轉精確測試。

2.9 發(fā)動機罩
       發(fā)動機罩能將發(fā)動機和車外空間隔絕開來，使發(fā)動機的噪雜聲不影響到外面，避免各類的液體、固體侵害發(fā)動機。對其碰撞安全性能也大大提高。一旦車子需要維修，發(fā)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(fā)動機罩的使用了創(chuàng)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(fā)動機的噴嘴
        噴嘴的構造非常復雜, 生產(chǎn)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(jīng)有了很大的發(fā)展，但離汽車工業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)，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(chǎn)強國之林。

參考文獻
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