世界上第一臺激光器誕生于1960年，我國于1961年研制出第一臺激光器，40多年來，激光技術與應用發(fā)展迅猛，已與多個學科相結合形成多個應用技術領域。在上個世紀八十年代，激光技術運用于汽車領域，主要是運用激光焊接車身。
 

       那么，什么叫做激光技術？激光技術采用偏光鏡反射激光產(chǎn)生的光束使其集中在聚焦裝置中產(chǎn)生巨大能量的光束，如果焦點靠近工件，工仵就會在幾毫秒內(nèi)熔化和蒸發(fā)，這一效應可用于焊接工藝。激光焊接設備的關鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd:YAG激光器。Nd（釹）是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁柘榴石，晶體結構與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長為1.06μm，主要優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質(zhì)，產(chǎn)生平均為10.6μm的紅外激光，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率，標準激光功率在2-5千瓦之間。
 

       明白了什么是激光技術，那么，激光技術又是怎樣運用于汽車領域的呢？特別是激光焊接技術在汽車行業(yè)的運用。目前，車身焊接主要有電阻電焊、縫焊、二氧化碳焊等方式。電阻電焊通過施加在點焊電極上的電流將零件的接觸表面熔化，然后在壓力作用下連接在一起，主要用于車身構件及車架的焊接?？p焊用滾輪電極代替電阻電焊的點焊電極，滾輪電極傳遞焊接電流和壓力，其轉(zhuǎn)動與零件的移動相互協(xié)調(diào)，產(chǎn)生連續(xù)的焊縫，主要用于密封性焊接或縫點焊工件，例如油箱。二氧化碳焊是一種電弧焊，即局部加熱來熔化和連接零件而不需要施壓的一種焊接方法，在電極與工件之間的電弧作為熱源，同時施加二氧化碳遮住電弧和熔化區(qū)，使之與大氣隔開，主要用于車身蒙皮的焊接。它主要具有：易于控制，速度快，自動化程度高；由于局部加熱，所以工件不會產(chǎn)生熱損傷，熱畸變小；焊接精度高，重復操作穩(wěn)定性好，成品率高；非接觸性加工，無需焊接輔助工具；焊接時不用焊條或填充材料，可以得到無雜質(zhì)無污染的焊縫；可實施異種材料的焊接，也可焊按常規(guī)方法難以焊接的材料；焊接在空氣中進行，與真空電子束焊接相比，不需要真空室，不產(chǎn)生X射線這些優(yōu)點。
 

       汽車工業(yè)中，激光技術主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車身設計制造中，根據(jù)車身不同的設計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過激光截剪和拼裝技術完成車身某一部位的制造，例如前檔風玻璃框架、車門內(nèi)板、車身底板、中立柱等。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點焊數(shù)目、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好處，目前已經(jīng)被許多大汽車制造商和配件供應商所采用。激光焊接主要用于車身框架結構的焊接，例如頂蓋與側面車身的焊接，傳統(tǒng)焊接方法的電阻點焊已經(jīng)逐漸被激光焊接所代替。用激光焊接技術，工件連接之間的接合面寬度可以減少，既降低了板材使用量也提高了車體的剛度。激光焊接零部件，零件焊接部位幾乎沒有變形，焊接速度快，而且不需要焊后熱處理，目前激光焊接零部件已經(jīng)廣泛采用，常見于變速器齒輪、氣門挺桿、車門鉸鏈等。目前，新的激光焊接有激光混合焊接技術、雙焦點激光焊接技術兩種。激光焊接運用于汽車可以降低車身重量、提高車身的裝配精度、增加車身的剛度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本，減少車身零件的數(shù)目同時將其整體化是非常必要的。
 

       談到汽車行業(yè)運用激光焊接技術上，我們最先想到的就是德國人，德國人最先把激光焊接技術運用于汽車。我們以寶馬和大眾為例可以看到，在20世紀90年代中期，BMW公司利用激光焊接機器人完成了BMW 5系列轎車的第一條焊縫，焊縫總長度達12m。到2003年7月，激光焊接焊縫的總長度累計達到150萬米。在新的激光焊接技術方案上，德國大眾Touran轎車就是一個很好的例證。在這一新型轎車中，激光焊點的數(shù)量達到了1400個、焊縫的總長度達70m。同時，奧迪也采用了激光焊接技術來焊接車身。在舒適、美觀的敞蓬轎車的生產(chǎn)中，VW公司的技術人員與奧地利的焊接專家Fronius公司合作研制開發(fā)了一種激光混合焊接技術。在高級敞蓬轎車的車門上，激光混合焊接焊縫的長度達到了35.7m，是純激光焊接焊縫長度的3倍。在中國上市的一汽大眾生產(chǎn)的緊湊車型Sagitar，又叫速騰，即使是“小車”，可是速騰的激光焊接卻達到了30多米長。高爾夫的焊接長度方面，激光焊接也長達52.5m，Polo的全車身激光焊接總長度也達到6591毫米，在激光混合焊接技術上，德國大眾的材料專家認為：與純激光焊接技術相比，利用激光混合焊接技術可大大提高板金件縫隙的連接能力。從而使得VW公司可以更加充分地利用激光高速焊接時電弧焊接的工藝穩(wěn)定性，大眾的Phaeton D1所有車門都采用激光-MIG復合焊。另一個應用實例是BMW 5系列的寶馬轎車的鋁合金隔板采用這種激光混合焊接技術與內(nèi)高壓變形加工的鋁合金支架焊接在一起。在雙焦點激光焊接技術上BMW公司采用了雙焦點激光焊接技術。因為該技術在鋁合金材料的焊接過程中有很好的性能，因此廣泛應用于BMW公司的大批量生產(chǎn)過程中。
 

       采用激光焊接的車身提高了車身30%多的鋼度，從而提升了車身的安全性；同時也減輕了車身重量，還可以達到省油的目的；焊接的精度也大大得到了提高。這些，都幫助降低了汽車的生產(chǎn)成本，最終還是消費者受益，正所謂“科技以人為本”。 
 

       目前，在國外，德國大眾公司在Audi A6、Golf A4、Passat等品牌的車頂均采用激光焊接，寶馬、通用公司在車架頂部也采用激光焊接，通用、豐田、福特、寶馬 、菲亞特、奔馳、大眾公司均采用激光拼焊板技術，美國三大汽車公司、德國奔馳公司則采用激光焊接傳動部件，大眾公司 、通用公司 、奔馳公司 、日產(chǎn)公司應用了激光切割技術，菲亞特和豐田公司用激光涂覆發(fā)動機排氣閥，大眾公司發(fā)動機凸輪軸實現(xiàn)激光表面硬化處理。
 

       在國內(nèi)，從國內(nèi)國產(chǎn)高品質(zhì)車型，如：帕薩特、別克、奧迪等都采用激光拼焊板向激光焊接的轉(zhuǎn)變上，國內(nèi)開始了采用激光焊接技術的轉(zhuǎn)變，在國內(nèi)首先采用激光焊接技術（而不是激光焊接）方面，走在前列的還是一汽大眾，同時部分國內(nèi)汽車廠商也漸漸開始采用這種技術。激光技術目前在一汽的應用方面， 一汽大眾Audi A6頂蓋和BORA后罩蓋采用激光焊接，速騰（Sagitar）分別在車身的頂部、后罩蓋等多處采用了激光焊接技術，焊接長度達到30多米。一汽使用的設備為德國Hass YAG 3KW激光器和Kuka機器人，一汽轎車公司轎車車身覆蓋件采用激光切割，使用設備為德國ARNOLD 3KW三維五軸CO2激光加工機，一汽底盤零件廠剎車蹄片采用激光硬化處理，使用設備為國產(chǎn)2KW CO2激光加工機，一汽模具中心薄板件為激光切割，使用設備為國產(chǎn)1.5KW CO2激光加工機。隨著激光焊接技術的成熟和激光焊接機的價格下降，中國的奇瑞汽車也開始采用激光焊接技術。#p#分頁標題#e#