激光焊接工艺在汽车领域的应用

——推进整车轻量化进程，尽显激光技术的安全分寸

讲师首先指出本次的分享主题“推进整车轻量化进程，尽显激光技术的安全分寸”的意义不只是简单的减重，而是在保证汽车安全性和品质的前提下，将更多的新材料新结构和新工艺用在汽车的功能件上，不仅使性能更加优异，同时使重量更轻，对于焊接工艺要具备可靠性和安全性。

课程大纲

• IPG公司简介及产品线介绍

• 汽车轻量化进程及应用趋势
• IPG光纤激光在汽车白车身上的应用
• IPG光纤激光在汽车零部件上的应用
• 总结与展望

课程回顾

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公司简介和产品线介绍

进入正题讲师首先对IPG公司做了简单的介绍，公司总部在美国，研发中心分布在美国、德国、德国、意大利和俄罗斯4个国家，全球近5000名员工，全球有10个实验室，其中中国有4家。

以上是IPG产品线的图谱，目前的产品线有飞秒、皮秒、纳秒，绿光、紫外，还有主打在汽车领域的qcw、cw连续的激光器。在整个产品线上可以提供大于510种不同的光纤激光器，这510种不同的光纤激光器可以用于不同的未加工和宏观加工的需求，客户可以按照自己的需求进行进行采购。

以上是IPG的实验室分布，实验室分布在北京、上海、深圳、武汉4地。

激光行业在中国是一个蓬勃向上发展的一个行业，这其中95%激光相关的业务都是在材料加工领域，而汽车领域又是在材料加工领域中间占最大份额。

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汽车轻量化进程及应用趋势

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IPG光纤激光在汽车白车身上的应用

这是某个车型高强度的钢管和框架结构的焊机。

这也是高强度钢，这里的DP800和DP1000，是铁素体加马氏体的一个双相钢，甚至还用到了热成型钢，是车体的一个侧围，主要是用34道远程激光焊接来实现，用激光焊做高强钢的焊接能使它的性能得到很好的保证。

这个案例还是高强度钢，也是属于侧围的焊接，主要是有79道远程焊的c型焊缝组成，右边是焊接的一个现场照片。

这是IPG做的一个领域车门的激光焊接，其实它的优势是蛮明显的，他的热量很集中，所以可以用小的热输入进行焊接。

这是一个整体性的案例，现在铝合金的案例比较多的就是铝合金的拼焊板，比如有些会选择异厚度的铝合金进行拼焊，还有车顶和侧围的焊接，还有后行李盖的焊接。

这是填丝焊的例子，它是一个铝合金的行李盖，由于他焊接的表面要求是AA制等级表面，所以要求也比较高，右下角这个激光填丝焊的表面非常光滑，完全达到标准，等级的要求就取消了。

这也是一个铝合金的激光焊，是边缘焊接的形式，这个边缘焊接的形式可以极大程度的实现减重，而且这个焊后的变形也非常小，可以完全取代之前的电阻点焊的工艺。

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IPG光纤激光在汽车零部件上的应用

过去的零部件很多都是用二氧化碳激光做的，现在固体的激光器去取代二氧化碳，这是零部件焊接的一个趋势，特别是对于北美市场很多新的燃油传动装置开始慢慢进入市场，他会考虑用一些新的更经济更可靠的方法去体取代原有的设备。这里面IPG就通过大量的验证最终得出他们采用光纤激光器去取代二氧化碳不但可以得到非常可靠的焊接质量，而且取消了氦气保护的步骤，极大的节省了成本。

这些部件看起来似乎比较简单，因为不是铝或者镁或者复合材料等等比较新型的材料，但其实在传动系统的材料更新换代里面也是不断在升级的，越来越多的高合金元素，甚至渗碳或者渗碳氮部件用于这些零部件中，所以说焊接的时候，裂纹的敏感性还是非常高的，这里IPG针对这些裂纹的敏感性比较高的部件也有自己相应的一些技术，比如光纤配置，还有在焊接摆动头方面，都会采取综合的比较好的配置。

在汽车座椅上也是一个重要的应用，座椅在汽车的安全等级里面是十级，它对焊缝的可靠性，还有公益的棒性的要求，都是非常高。

这里讲师再次将话题切换到白车身，主要是想说说新能源车的话题，新能源车使用电池驱动，对于这个车辆的重量会比传统的汽车会更加敏感，而且对于一些新材料的应用会更加大刀阔斧，在国产新能源车的全铝车身里，都是用的IPG的激光器做的全铝车身的焊接。

除车身外非常重要的还有电池，在电池这方面IPG做的也是比较成熟的，都是用它设备相应的款型去推荐。硬包电池，它的防爆阀、极柱、软连接，壳体封口，注液孔，模组，都有相应的推荐配置。

硬包电池的标准相对来说已经比较成熟了，软包电池这块大家还在摸索之中，相应的标准也没有特别的出台，IPG在北美也成立了专门的研发实验室，差不多在今年的第三季度可以拿到相应的测试和标准，这样的话可以可以更好的服务于国内电池客户。

IPG去年收购了一家加拿大的公司叫LGD，它翻译出来就是焊缝的熔深动态检测，这台设备可以和IPG的激光器和焊接头很好的结合在一起，可以实现焊前对接面的间隙焊接工件的高度、焊接过程中熔深的实地测量、焊后表面质量等等几个方面综合的测量，实际测量的熔深和在线的熔深有很好的一致性。

而且还可以实时的提取到这个小孔的行码，即右边黑色小孔的形貌图，这样就可以很更好的监测实际的激光焊接的质量，确保安全性。

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IPG总结与展望

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