【摘要】 目前,将激光技术服务业应用于汽车零部件的焊接中已有20个春秋,激光焊接成了汽车制造工艺中最先进的技术之一。迄今为止,国外已将激光焊接广泛应用于汽车零部件的生产制造中,其中,主要应用于歧管、排气管、消声器、变速箱齿轮、离合器齿轮、汽车空调皮带轮、减振器储油缸筒体、滤清器、车门铰链等的生产中。本文首先简要分析了激光焊接技术的特点和相关内容,继而就激光焊接技术在汽车零部件生产中的具体部位的应用展开了探讨,希望能为汽车零部件的生产提供一定的参考。

【关键词】 激光焊接； 汽车零部件； 生产； 齿轮； 离合器；

1 激光焊接技术的特点及大致运用
       激光是指受激光发射的辐射光放大。激光焊接是以高功率聚焦的激光束为热源，熔化材料形成焊接接头的高精度，高效率焊接方法。

       激光焊接具有焊接速度快、质量好、生产效率高、焊缝深宽比大、光亮美观、热输入小、焊接热影响区小、焊接不易变形等优点，另外，焊接钢板能达到50mm 的厚度。由于激光焊接是被焊接弓箭，不易产生变形，零件的装配间隙也很小，所以，零件盒工装必须相当精确。国内汽车零部件精度和重复精度不高，在一定程度上阻碍了激光焊工
艺的应用发展。
       比方说车身生产，国内普遍采用成型件三维焊接。激光焊接中激光束点尺寸数量级所要求的零件装配尺寸精度很高，所以对车身中普遍存在着的三维空间焊接接头，有一定的局限性。或者可以说，应用上的可行性与零件装配后的精密度直接有关，也与激光系统的“对准”有关。现在少数汽车厂已将激光韩工艺成功的应用于白车焊接中。
       激光焊接要求接头的间隙必须达到精确的程度。一般，应根据板厚决定搭接接头与对接接头的间隙及误差允许范围。搭接接头间隙要求一定要将误差控制在焊件中薄件厚度的1/4 之内。误差太大会引起上片烧穿，下片不熔合。对接接头间隙最大误差必须控制在板厚的3/20。对接接头两板横向误差与不平度要求误差是板厚不大于1/4，纵向直线度必须在0.13mm 以下。
因为高功率激光束会导致金属蒸发并形成等离子体，它对激光束起着阻隔作用，影响激光束被焊件吸收。所以激光焊的保护气体必须考虑排除等离子体，通宜用高速喷嘴向焊接区喷送惰性气体，这样可以在使等离子体偏移的同时，保护熔化金属与大气隔绝。保护气体多用一般使用氩（Ar）或氦（He）较多。
       虽然当前采用激光焊接技术，所需设备和维护费用较高，对使用条件要求高，但它的焊接精度是不可挑剔的，零件变形率低，焊接结构的强度与刚度良好，仍然倍受亲睐。

2 汽车零部件生产中应用激光焊接技术
2.1 汽车保险杠
       车身若采用激光焊接，在强度和刚性上能优越30%。车前保险杠运用激光焊接也有明显的效果：两端采用1.2mm DP800 双相钢板,中间为0.7 mm 厚EePO4 低碳镀锌钢板,平板先用激光拼焊,再冲压变成带波纹的保险杠。这种保险杠的材料、结构和生产技术都达到了轻量
化和高强度的目的。

2.2 车门
       车身的三维组装焊接，电阻压力焊已被逐渐淘汰，激光焊接开始时兴，比方说顶盖与侧面车身的焊接。车门系由2 片镀锌钢板分别冲压成型，用激光束搭接焊成的空心门。设备采用与机器人相结合的Nd:YAG 激光器,制造速度可达到1 件/min。

2.3 正时齿轮
       发动机正时齿轮由钢板压制成形的两部分经激光束搭接焊成，其生产工艺简便。激光焊接首度在汽车生产中的应用是焊接变速箱的齿轮。在汽车变速器齿轮的生产中, 为了使齿轮更轻便、易操作、节约资源，发达国家已将齿轮组或齿轮轴由整体加工改为了分体加工,最后焊接两部分。焊接不易变形,原材料性能被保留,焊接强度高。采用激光焊接技术进行齿轮焊接, 可提高变速器齿轮的产品精度, 简化产品结构及制造工艺, 方便零部件结构的调整。同时, 由于激光焊接的齿轮件结构紧凑, 精度和可靠性提高, 可降低车辆故障率。由于采用了激光焊接, 焊接后的齿轮几乎没有焊接变形, 焊接后不需要热处理, 而且焊接速度想的那个快, 此法得到了广泛的应用。焊后齿轮整体的抗疲劳度增强了，但却更加轻巧，对于发动机的旋转部件有着相当重要的意义。

2.4 离合器
       汽车离合器的功能是在旋转动态中切断或连接发动机的动力传输，设计时要完全将缓冲力量考虑在内。离合器的主体结构包括2 片锻压成形的外壳体和夹在内部的1 组螺旋弹簧。最后将两片外壳体用激光焊接技术封焊成一个整体。激光焊接能满足力学性能高强度要求，使先前的难以实施的设计真正实现。

2.5 悬架装置
       地面对车体的冲击力集中在了汽车的悬架上，但我们坐车都希望尽可能舒适，所以对其减振性能提出了较高的要求，整体疲劳强度也必须高，尤其是在路面不规则时，而使用激光焊接技术来生产就能满足以上要求。采使用激光焊接技术连接两端件和液压管筒，能达到标准的密封和承载性能。
 

2.6 进排气门
        进排气门是在高温和动态载荷下工作的。必须能以较高的速度来回运动，时间应能精确到毫秒。发动机的燃烧效率、动力输出、耗油量、振动噪声、尾气排放等性能的好坏直接影响到气门的性能。尤其是当高速发动机的转速达到6000r/min 时, 进排气门必须满足重量轻便、强度高等要求。设计和制造工艺具体应该满足： a.气门内设置成大空腔，以减轻重量； b.空腔内填充金属钠冷却剂，以能抵抗高温； c.激光焊接技术制造打造,以能满足高强度要求。

2.7 滤清器
       滤清器就是汽车上安装的，燃料在燃烧前过滤杂质的部位。滤清器主要构造是筒型壳体和两个端盖，主要材质是奥氏体不锈钢、纯铝和工程塑料，它里面的过滤芯是纸质的。两端盖和筒型壳体的焊接主要使用激光束，密封性良好，且内部的过滤芯使用寿命较长。

2.8 发动机压力传感器
       发动机压力传感器由螺纹的部分部位（连接发动机，使用AISI316 材料）和沉淀硬化马氏体（不锈钢体，弹性变形量随着发动机内部压力的增强而变大）两部分构成，用激光焊接技术将两部分连接。必须确保激光焊缝具有高强度，以保证即便是在长时间的压力下，压力传感器仍然能将发动机的运转精确测试。

2.9 发动机罩
       发动机罩能将发动机和车外空间隔绝开来，使发动机的噪杂声不影响到外面，避免各类的液体、固体侵害发动机。对其碰撞安全性能也大大提高。一旦车子需要维修，发动机罩就必须开启，因此对整体的刚性要求较高。时下很流行的有一种类蜂窝板结构的方案，具体性能改进如下： a.隔声效果更好了,提高了汽车整体抗噪音性； b. 提高了刚性,减轻了质量(减少了0.6～0.8kg 的重量)； c.能量吸收力强,在防撞性能上得到了大大改善,安全性能增强。这种发动机罩的使用了创新技术：结构设计和材料使用了不同厚度和强度的钢板，拼焊则使用激光焊接技术。

2.10 柴油发动机的喷嘴
        喷嘴的构造非常复杂, 生产一个喷嘴不进工序繁琐，且耗资多。燃油燃烧后的沉积物容易沉积在喷嘴孔，使喷嘴越来越小。要重新使用喷嘴, 应焊接堵塞变小的孔, 重新打孔。这类焊封应运用Nd :YAG 脉冲激光器和不锈钢焊条。总而言之，虽说国内的激光焊接技术已经有了很大的发展，但离汽车工业的生产标准，还有很大的差距，将激光焊接技术水平更好的
应用于汽车生产业，是摆在我们汽车制造者面前的一大课题，我们必须共同努力，尽快的让中国屹立于世界汽车生产强国之林。

参考文献
[1]魏伟,姚远,杨立功等.汽车变速器齿轮的激光焊接技术[J].汽车工艺
与材料,2005.1:1-2.
[2]王勇刚,马晓宇.激光在汽车工业中的发展现状与应用[J].应用光学,
2004.25(5):1-2.