车身激光焊接的概念

    在汽车制造工艺里，焊接同样是汽车装配流水线上一道不可缺少的工序。通常来讲，车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。近年来，世界上出现了激光焊接技术并且发展得很快，我国的大众车系最先采用了激光焊接这种先进的制造工艺。

    激光焊接是指将具有高能量密度的、被聚焦到微小点上的激光光束配合使用非活性气体，不氧化熔融部分而进行焊接的加工方法。与传统的点焊工艺不同，激光焊接可以达到两块钢板之间的分子结合，通俗而言就是焊接后的钢板硬度相当于一整块钢板，从而将车身强度提升30%，车身的结合精度也大大提升。当车辆发生碰撞时，采用激光焊的车身安全系数也更高。

    另外，车辆在道路上行进时，来自地面的颠簸会转换成每分钟上千次的扭曲运动，考验车身的质量，如果车身结合强度不够，轻则车内异响频频、噪音大，严重的可能导致安装在车辆上的零部件如变速箱、前后桥的损坏或者车身断裂。事实上，无论多好的路况，我们的座驾都在不断进行高强度扭曲运动，而且随着速度提升、路程增加，这种考验会越来越严峻，并直接关乎驾乘者的安全。激光焊接的实际使用意义同样体现在这一点上。

    激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。如果激光焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发。但是，如何保证激光焊接的质量，也就是激光焊接过程的监测与质量控制是激光利用领域的重要内容，这包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器，通过电子计算机处理，针对不同焊接对象和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现自动化激光焊接。所以说，激光焊接是一门技术性非常强的先进制造工艺。

    一般要根据金属的光学性质（如反射和吸收）和热学性质（如熔点、热传导率、热扩散率、熔化潜热等）来决定所使用的激光的功率密度和脉宽等，对普通金属来说，光强吸收系数大约在105～109W/cm2数量级。如果激光的功率密度为105～109 W/cm2，则在金属表面的穿透深度为微米数量级。为避免焊接时产生金属飞溅或陷坑，要控制激光功率密度，使金属表面温度维持在沸点附近。对一般金属，激光功率密度常取105～106 W/cm2左右。

车身激光焊接作业现场