激光焊接及其质量控制（一）

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　　目前激光焊接在汽车行业的大量应用，说明了激光焊接技术已趋于成熟。但激光焊接技术和传统的焊接技术相比显得较复杂，质量控制环节和传统的焊接质量控制也有所不同，因此加强质量控制，对于激光焊接的发展有着重要的意义。

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　　激光最基本的特点就是：单色性、方向性、相关性。这些独特性质加上由此而来的高亮度、超短脉冲等性质使它非常适合焊接加工。激光焊接技术在制造领域的应用由脉冲到连续，由小功率到大功率，由薄板到厚件，由简单单焊缝到复杂形状，已经逐步成为一种成熟的现代加工工艺技术。

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　　激光焊接技术在汽车工业中的应用

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　　激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接，在连续焊接中又可分为热传导焊接和深穿透焊接。随着激光输出功率的提高，特别是高功率激光器的出现，激光深穿透技术在国内外都得到了迅速发展，最大的焊接深宽比已经达到了12:1，激光焊接材料也由一般低碳钢发展到了今天的焊接镀锌板、铝板、钛板、铜板和陶瓷材料，激光焊接速度也达到了每分钟几十米，激光焊接技术日益成熟，并大量应用到生产线上，在汽车生产线上如车顶焊接，汽车底板及结构件(包括车门车身)的高速拼焊，并已取得了巨大的经济和社会效益。

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　　汽车激光焊接的优缺点

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　　优点

　　“激光”能在一个很小的作用点上集中起非常大的能量。与传统的焊和熔焊工艺相比，这会带来很多优点：

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　　加工精度成倍提高。激光焊缝高温区因热量的原因会发生反应。由于激光焊缝宽度相对较窄，这些较小的高温区也使得随之带来的热变形非常小。

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　　可以实现激光焦点的功率和大小按加工要求动态地进行调节，同时对加工过程进行实时监控，实现各种各样的应用可能。

　　在使用固体激光器时，可以灵活地远离操作地输送激光，这样一来把能量源和加工设备从空间上分隔可以毫不困难得实现。

　　激光束不会带来任何磨损，而且能长时间稳定地工作。

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　　据有关资料统计，在欧美发达工业国家中，有50%~70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。其中主要以激光焊接和激光切割为主，激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起，然后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。由于很少变形，也省去了二次加工。激光焊接加速了用车身冲压零件代替锻造零件的进程。采用激光焊接，可以减少搭接宽度和一些加强部件，还可以压缩车身结构件本身的体积。仅此一项车身的重量可减少50kg左右。而且激光焊接技术能保证焊点连接达到份子层面的接合，有效提高了车身的刚度和碰撞安全性，同时有效降低了车内噪声。

　　缺点

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　　要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺寸小，焊缝窄。如工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺陷。

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　　激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。

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　　激光加工的过程技术

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　　要想使激光焊接真正发挥作用，其各个功能组之间可靠的协调工作以及对设备的安全操作和正确保养都是必不可少的。下列四种技术是现代加工技术的支柱，其相互之间可靠的功能联系以及对其全面的掌握是安全可靠地引入激光加工技术所必须的，

　　汽车激光焊接的质量缺陷类型

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　　由于汽车激光焊接过程的复杂性以及众多的影响因素，当出现加工质量下降时，无法用一个概括的原因来进行解释。一般激光焊缝轨迹的开始和结尾段被认为是最为关键的部份。以下是汽车白车身激光焊接的一些典型缺陷：

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　　·毛孔：正常的毛孔(比微小毛孔大)的直径最大不超过1.0mm。

　　·微小毛孔/空洞：当毛孔的直径小于0.2mm时就是微小毛孔；当毛孔的直径大于1.0mm，就被称为空洞。

　　·熔焊型焊缝：在焊缝中没有焊料，焊缝的样子就像是激光熔焊焊缝。·低劣的焊料连接：焊条未在加工件的侧面连接起来。在焊缝连接的位置处，焊缝看起来“散成一缕缕的”。

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　　·焊料的单面连接：焊料只与一个侧面连接了起来。

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　　·香肠现象：加工件没有连接起来，在焊缝处焊料笔直地伸展堆积。

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　　·焊缝不规则：焊缝塌陷或凸起。

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　　·鳞状堆积：焊缝表面不光滑，显得很粗糙。

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