激光拼焊板技术分析

汽车用激光拼焊板技术及其应用综述引言随着现代社会的发展和快节奏的生活，汽车在人们的生活中扮演者越来越重要的角色，人们对汽车行业的要求也越来越高，要求汽车的安全性和节能性，以及汽车的轻便性，这些要求直接促进了激光拼焊板技术在汽车行业的应用，目前这种技术已经在世界范围内广为应用。

在具体的汽车零件的生产过程中，主要是分离成形法和整体成形法。

分离成形法主要是是指单个的生产零件，然后再利用焊接技术将这些零散的部件焊接起来，形成汽车生产所需要的结构部件。

这种成形法的优点在于可以优化单个零件的性能，选择适宜的材料生产单个部件，将这些部件焊接起来也可以形成系统优势。

但是这样一来，将会加大生产中的加工和装配成本，并且由于单个零件的材料不同，再加上焊接时的节点重合，可能会增加汽车的重量。

而后者则简单的多，它是利用一台压机，将所需要的材料相同的零件在一块整体板材上生产的方法，这种方法从实际来看缺点是十分明显的，因为虽然材料可能相同，但是具体的零件的厚度要求等是不同的，这时候对于选择生产材料造成了影响，增大了成形难度。

以上两种是汽车零件生产中传统上应用的生产方法，其缺点都是增加了汽车自身的重量，降低了汽车的性能优化效果。

目前人们对汽车的要求越来越高，除了美观外，更要求汽车的轻便性、速度，而传统的部件生产方式无法满足这种要求。

因此，汽车生产领域结合传统方式的优缺点和现代机械技术，推出了一种新型的部件成形方式，即拼焊板冲压成形技术。

激光拼焊板技术是在激光焊接技术发展的基础上，结合汽车部件生产的需要而出现的一种新型的现代加工技术，主要的生产原则是利用高能量的激光，通过对不同类型和不同性能的材料的焊接，使得生产各个零件的材料集中在一张整体板块上，根据各个部件所需的材料进行冲压，满足零件对材料和厚度的不同要求。

激光拼焊板工艺在汽车行业的应用，有效地解决了传统部件成形方法中的缺点和问题，满足了不同部件的不同材料要求和不同工艺要求。

第1篇一、引言激光拼焊作为一种先进的制造技术，在我国得到了广泛的应用和推广。

在过去的一年里，我国激光拼焊行业取得了显著的成果，不仅推动了我国制造业的转型升级，也为我国经济社会的可持续发展做出了重要贡献。

本文将从激光拼焊技术的研发、应用、市场等方面，对我国激光拼焊行业进行年度总结。

二、激光拼焊技术发展概述1. 技术研发过去一年，我国激光拼焊技术取得了以下重要进展：（1）激光焊接设备性能提升：我国激光焊接设备制造商加大研发投入，不断提升设备的性能和稳定性，以满足市场需求。

（2）激光焊接工艺优化：针对不同材料和结构，我国科研人员不断优化激光焊接工艺，提高焊接质量。

（3）激光拼焊自动化程度提高：随着激光拼焊技术的不断发展，自动化程度逐渐提高，降低了人工成本，提高了生产效率。

2. 技术创新（1）激光拼焊新材料研究：我国科研人员针对高性能、轻量化、环保等要求，开展了激光拼焊新材料的研发，如钛合金、铝合金、镁合金等。

（2）激光拼焊新工艺研究：针对复杂结构、薄壁件等难点，我国科研人员开展了激光拼焊新工艺的研究，提高了焊接质量。

（3）激光拼焊智能化研究：结合人工智能、大数据等技术，我国科研人员开展了激光拼焊智能化研究，提高了焊接过程的智能化水平。

三、激光拼焊应用领域拓展1. 汽车制造激光拼焊技术在汽车制造领域的应用日益广泛，如车身、底盘、发动机等关键部件。

通过激光拼焊技术，可以提高汽车的性能、降低成本、提高环保性能。

2. 航空航天激光拼焊技术在航空航天领域的应用取得了显著成果，如飞机机身、发动机等关键部件。

激光拼焊技术可以提高航空航天器的性能、降低重量、提高可靠性。

3. 造船业激光拼焊技术在造船业的应用有助于提高船舶的耐腐蚀性、降低成本、提高制造效率。

4. 能源设备激光拼焊技术在能源设备领域的应用，如风力发电机组、太阳能电池板等，可以提高设备的性能、降低成本、提高环保性能。

5. 金属结构制造激光拼焊技术在金属结构制造领域的应用，如桥梁、高层建筑等，可以提高结构的安全性、降低成本、提高制造效率。

激光拼焊技术介绍内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.1、过程及必要设施激光(产生于被刺激的辐射放射物的光的放大作用)是一种特殊性质的光，单色并且连贯，因此可以将光集中于要做钢融解的一个微小斑点上。

要创造激光辐射,就需要激光媒介。

在将能量从外向内转入到这个媒介中的同时，可以产生被刺激的分子。

在谐振器中这束单色光将在两个镜子之间反射，由反射产生出时间和空间凝聚的光子，其中一个部分透明的镜子能将这条射线反射出这台谐振器。

针对大功率应用的重要激光器有两种：二氧化碳激光器和钕：钇铝石榴石激光器。

二氧化碳激光器是气体激光,即为产生出激光辐射所使用的媒介是气体，刺激过程就是放电过程，二氧化碳激光的波长为10.6mm。

钕：钇铝石榴石激光器是固体激光，激光放射媒介是钕原子在氧化铝中的点阵。

由于激光放射原子的密度比较高, 因此固体激光的大小比气体激光要小，钕：钇铝石榴石激光的波长为1064nm，是二氧化碳激光的十分之一。

二氧化碳激光是现在比较强有力的激光，但钕：钇铝石榴石激光的操控系统极具优势。

由于二氧化碳激光的波长为10.6mm，所以必须要安装一个“陡坡”装置，这就限制了可能的运动方式。

而钕：钇铝石榴石激光的辐射可以用灵活的纤维质光学波导进行引导，因此可以允许激光发射头进行自由移动。

2、优势及要求激光焊接重要的优势在于能够将非常高的能量聚焦于一点，激光束打在两个要焊接部分的边缘，输入能量把金属加热并将其融化。

在激光束作用以后，溶化的材料将迅速冷却。

在这个过程中，有一小部分的数量将进入被焊接的零件中。

在焊接减少热变形的同时，也减少了输入的热能量。

减少因热量影响的变形，并增加对准确性的纠正，可以节省大量金钱和时间。

激光拼焊技术及其发展状况激光拼焊板的定义：拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材用激光把边部对焊，焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。

经过冲压等工序后成为汽车的部件。

从20世纪80年代中期开始，拼焊板作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。

拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务，尤其在车身零部件生产、制造和设计方面，拼焊板的使用有着巨大的优势。

目前，无论实验室还是汽车制造厂的实践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。

1985年Audi车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。

90年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光拼焊板技术，近年来该项技术在全球新型钢制车身设计和制造上获得了日益广泛的应用。

奔驰、宝马、通用等各大汽车生产厂相继在车身中采用了激光拼焊板技术。

冷轧钢板激光拼焊是一项高新技术，主要解决冷轧不能生产的超宽板以及不等厚板，目前主要应用在汽车门内板、底板、立柱等不等厚钢板的拼焊中。

其工艺过程为先将不同或相同厚度、强度、材质的冷轧钢板，切成合适的尺寸和形状，然后激光焊接成一个理想的整体，即拼焊板。

汽车制造商用这种拼焊板冲压成特定的零件装配汽车，以满足自己和消费者提高汽车产品质量、降低生产成本、减轻车重、减少油耗、保护环境等方面的多种需求。

激光拼焊板发展的四个阶段：一、开始阶段，大众公司1985年超大板的需求促进了激光拼焊板的发展，随着新车型的发展，激光拼焊板得到了广泛应用。

二、成长阶段，随着激光焊接设备的不断改进，激光拼焊板应用和数量在不断增加,尽管突然大量应用激光拼焊板对汽车制造商来说还难以接受，因需要而在技术上获得了激光拼焊的经验。

Golf4就应用了19 块激光拼焊板。

三、成型阶段，一些汽车制造商引进激光拼焊板使得其竞争对手开始评估激光拼焊板的优点和缺点，1998年开始，其他的汽车厂商开始使用或计划使用激光拼焊板。

四、提高复杂性，应用高端的激光焊接技术可以生产更复杂更大的零件.现代汽车特别是下一代汽车，将会大量使用激光拼焊的冷轧薄板，最高的比例可能会达到全部用板量的40%以上，其中有差强度拼焊、差厚度拼焊和差钢质的拼焊等。

冷轧钢板激光拼焊是一项高新技术，主要解决冷轧不能生产的超宽板以及不等厚板，目前主要应用在汽车门内板、底板、立柱等不等厚钢板的拼焊中。

其工艺过程为先将不同或相同厚度、强度、材质的冷轧钢板，切成合适的尺寸和形状，然后激光焊接成一个理想的整体，即拼焊板。

汽车制造商用这种拼焊板冲压成特定的零件装配汽车，以满足自己和消费者提高汽车产品质量、降低生产成本、减轻车重、减少油耗、保护环境等方面的多种需求。

如下图：1、零件数量的减少，以及随之而来的生产设备和制造工艺简化，大大提高了生产效率，降低整车制造及装配成本；2、由于产品的不同，零件在成形前即通过激光焊接工艺焊接在一起，因而提高了产品的精度，大大降低了零部件的制造及装配公差；通过部件的优化减轻了重量；3、激光拼焊是把基板的边部对焊在一起，由于不再需要加强板，也没有搭接接缝，大大提高了装配件的抗腐蚀性能；通过消除搭接提高部件的耐腐蚀能力，大大减少了密封措施的使用；4、通过对材料厚度以及质量的严格筛选，在材料强度和抗冲击性方面给零部件带来本质的飞跃，同时改良了结构，在撞击过程中，可以控制更多的能量得到吸收，从而改良车身部件的抗击冲撞能力，提高车身的被动安全性；5、实现对材料性能的最充分的利用，达到最合理的材料性能组合；6、材料厚度的可变性以及其可靠的质量，保证了在对某些重要位置的强化改进可以顺利进行；7、对产品的设计者而言增加了产品设计的灵活性。

一个零件，如果某个部分需要提高强度，则这部分的厚度也要增加，在设计时只需在某个部分提高强度和厚度而不需要在整个零件都增加强度和厚度.1 钢卷准备2 开卷机3 穿带装置4 切头剪5 清洗机（预留）6 矫直机7 活套8 喂料辊9 尾料送料辊10 压机11 堆垛机12 切头剪II（预留）落料线参数:原料钢卷:宽度: 350 ~ 2.000mm该落料线可处理冷轧、热轧原板，电镀锌（单面镀或双面镀）、热镀锌钢卷。

可实现上下开卷。

可处理材料的抗拉强度: 270 ~ 1200N/mm2可处理材料的屈服强度: 120 ~ 900 N/mm2激光拼焊板技术是基于成熟的激光焊接技术发展起来的现代加工工艺技术。

激光拼焊技术及其发展状况激光拼焊板的界说：拼焊板是将几块不一样原料、不一样厚度、不一样涂层的钢材用激光把边部对焊，焊接成一块全体板，以满意零部件对资料功用的不一样需要。

经过冲压等工序后变成汽车的部件。

从20世纪80年代中期开端，拼焊板作为新技能在欧洲、美国、日本得到了广泛的重视。

拼焊板技能首要是为汽车行业进行配套效劳，尤其在车身零部件出产、制作和描绘方面，拼焊板的运用有着无穷的优势。

当前，无论实验室仍是汽车制作厂的实践经历，均证明晰拼焊板能够成功地运用于汽车车身的制作。

1985年Audi车身上成功选用了全球榜首块激光拼焊板。

90年代欧洲、北美、日本各大汽车出产厂开端在车身制作中大规划运用激光拼焊板技能，这些年该项技能在全球新式钢制车身描绘和制作上获得了日益广泛的运用。

奔跑、宝马、通用等各大汽车出产厂相继在车身中选用了激光拼焊板技能。

冷轧钢板激光拼焊是一项高新技能，首要处理冷轧不能出产的超宽板以及不等厚板，当前首要运用在汽车门内板、底板、立柱等不等厚钢板的拼焊中。

其技能进程为先将不一样或一样厚度、强度、原料的冷轧钢板，切成适宜的尺度和形状，然后激光焊接成一个抱负的全体，即拼焊板。

汽车制作商用这种拼焊板冲压成特定的零件安装汽车，以满意自个和消费者进步汽车商品质量、下降出产本钱、减轻车重、削减油耗、保护环境等方面的多种需要。

激光拼焊板开展的四个期间：一、开端期间，群众1985年超大板的需要促进了激光拼焊板的开展，跟着新车型的开展，激光拼焊板得到了广泛运用。

二、生长期间，跟着激光焊接设备的不断改进，激光拼焊板运用和数量在不断添加,虽然俄然很多运用激光拼焊板对汽车制作商来说还难以承受，因需要而在技能上获得了激光拼焊的经历。

Golf4就运用了19块激光拼焊板。

三、成型期间，一些汽车制作商引入激光拼焊板使得其竞争对手开端评价激光拼焊板的长处和缺点，1998年开端，其他的汽车厂商开端运用或方案运用激光拼焊板。

四、进步杂乱性，运用高端的激光焊接技能能够出产更杂乱更大的零件.现代汽车格外是下一代汽车，将会很多运用激光拼焊的冷轧薄板，最高的份额能够会到达悉数用板量的40%以上，其间有差强度拼焊、差厚度拼焊和差钢质的拼焊等。

激光拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材或铝材，切成合适的尺寸和形状，用激光将其焊接成一块整板，以满足汽车零部件对材料性能的不同要求。

激光拼焊板是高新技术的产物，激光拼焊工艺的出现为解决汽车零件不同位置所需不同强度的问题提供了一个良好方案，同时兼顾了汽车结构的稳定性和质量问题。

随着汽车工业的快速发展，激光拼焊汽车零件板也被越来越多地应用。

根据激光拼焊板的技术特点, 应用于车身零件制造具有以下优势：优势：①减轻了车身的质量。

釆用激光拼焊技术，设计者可按不同厚度尺寸和材质的材料合理组合，使结构和刚度大大提高，质量减轻。

②原材料的利用率提高，边角余料减少，使各种钢板的工程废料率下降。

③减少车身组合零件的数量。

由于激光拼焊板可以一次成形，减少了大量冲压加工设备及工艺工装，简化了模具的安装过程和其他切割加工工序及车身制造过程。

④使汽车车身结构功能提高。

由于材料的强度、厚度得到合理组合，结构的刚度、抗碰撞性能也得到提高，随着结构和截面尺寸的变化，汽车自身的减震性能也提高了。

然而，生产过程中激光拼焊板制件的生产较困难，影响自动化生产，制件报废率高，对模具要求也较高。

以下针对汽车门内板开裂的情况进行分析，解决激光拼焊板制件的开裂问题。

开裂情况与原因排除：汽车门内板为激光拼焊板材质DC56D+Z，厚度为0.7 mm和1.4 mm 2 种，为提高生产效率、节约成本，采用1 模2 件生产。

由于制件成形困难，且存在0.7 mm料厚差，对模具结构要求较高，生产过程中制件易开裂。

实际生产过程中的8 个开裂制件，其中2 件在焊缝处开裂（见图1），6 件沿焊缝开裂（见图2），取剩余冲压余料进行检测分析。

图1 焊缝处开裂图2 薄板侧开裂进行原因排除：（1）模具压边圈采用氮气缸为压力源，压边力恒定，取消了原来以机床顶杆为压力源的方式。

（2）模具凸模、凹模与压边圈均已进行表面电镀处理，表面粗糙度值小。

开裂分析在焊缝处开裂分析通过图1可以看出制件开裂的裂纹源在焊缝位置，经过撕裂扩散到母材。

汽车用薄钢板的激光拼焊300358摘要：激光拼焊板是一种新型的复合材料，与传统车身制造工艺相比，激光拼焊板不仅可以减少制件数量，简化工装设备和制造工艺，有效提升生产效率及材料利用率，降低整车的制造成本和装配成本，而且提高了产品精度，大大降低了零部件的制造及装配公差。

此外，激光拼焊板还可减少整车重量，进而大幅降低油耗，在实现轻量化的同时提升整车的抗腐蚀性能及抗冲撞性能。

在现代车身设计、冲压成形分析、模具加工制造等领域得到了广泛的应用。

基于此，本文对激光拼焊技术的应用进行了简要的探讨。

关键词：汽车；激光拼焊技术；车身制造前言：在汽车轻量化连接技术中，焊接适应于钢、铝合金、镁合金等同种或异种材料之间的连接，尤其是激光拼焊、激光钎焊、点焊和摩擦焊等焊接技术在汽车领域的应用更广泛。

1、激光拼焊技术概述激光拼焊技术是采用激光将相同或不同材质、板厚、强度及表面处理状态的板料拼焊成整体用于冲压成形件的加工工艺，具有减小结构自身质量、提高结构强度、减小噪声及降低生产成本等综合优势，从而能够在汽车轻量化中得到有效应用。

双相钢具有高强度和良好成形性，在获得同等结构强度情况下比传统钢材更能减小车身自身质量，广泛用于车身面板和结构件制造。

目前，国内外研究人员对双相钢激光拼焊的研究大多集中在DP590，DP780及DP980等双相钢的焊接性，研究了接头的宏观形貌及焊缝区和热影响区的微观组织；测试了接头显微硬度，并分析了接头软化机制；研究了接头拉伸失效机制和冲压成形失效机制；研究了激光功率、焊接速度、离焦量及保护气体等工艺参数对拼焊接头的微观组织和性能的影响，并对工艺参数进行了优化。

国内外学者对同质等厚和异质等厚双相钢（强度级别在1000MPa及其以下）激光拼焊研究较多，对异质不等厚双相钢激光拼焊研究较少。

2、激光拼焊技术在汽车薄钢板中的应用 2.1蒂森克虏伯 TB （Tailoredblanks）—普通拼焊板。

焊缝以线性拼焊为主，根据局部的需要充分利用材料的性能和厚度，使零部件的结构和防碰撞性能达到最佳化。

激光拼焊板简介及特点及应用什么是激光拼焊板？拼焊板是将几块没有同材质、没有同厚度、没有同涂层的钢材焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的没有同要求。

激光焊接凭着多项显着的优点，非常适合用于消耗拼焊板。

激光拼焊板简介--技术的发展传统上汽车车身零件有两种成形方法：分离成形战整体成形。

其中，分离成形方法是利用没有同的压机分别成形单个零件，然后将各个零件焊接起来组成目标部件。

这种方法虽然提下了材料选择的灵活性，但同时也增加了冲压战加工本钱、装配本钱以及形状配合问题，并且由于点焊时材料的重迭额外增加了车身的重量。

整体成形方法则是在一台压机上将一块整体板同时成形几个零件。

从车身结构设计的观点来看，每个车身零件具有没有同的厚度战抗腐蚀性能要求，假如是单一板成形，必须对所有零部件的材料采取相同的等级、镀层类型战材料厚度，导致对某些零件的选材裕度过大，从而增加了车身的重量，提下了本钱，并且还会增大成形易度。

这是整体成形方法与分离成形方法相比的一大缺点。

为了降低车身重量、提下车身的装配精度、增加车身的刚度、降低汽车车身制造过程中的冲压战装配本钱，减少车身零件的数目同时将其整体化是非常必要的。

因而，一种同时克服传统分离成形方法战整体成形方法的缺点的消耗形式――拼焊板冲压成形发展起来了。

激光拼焊板简介-技术特点以车门内板为例：为了保证功能的需要，车门内板的主体必须有必然的柔性，而门板的前、后部需要有必然的强度。

假如采取传统的冲压成形方法就需要另外设计增强板，而采取拼焊技术，可先将三块没有同厚度的钢板拼焊成一块整板，便可冲压成形。

激光拼焊板技术是基于成生的激光焊接技术发展起来的现代加工工艺技术。

激光焊接的下能密度、无填料、无搭接、深熔、速度快等特点，使得激光拼焊板技术具有以下特点：焊缝处的热应变值较低，热影响区小，通过激光束的聚焦给焊接边缘提供需要的下能量，聚焦点的直径可以达到零点几个毫米，保留杰出的材料成形性能；焊缝较狭窄且平整，消除成形过程的没有利影响，避免了破坏工具、模具的危险；焊接消耗效率下，能够真现下度自动化。

激光拼焊技术的优点以及其在汽车行业的应用奚松山激光拼焊技术的出现使得汽车生产制造从整车制造商向材料供应商转移。

激光焊接技术是蒂森克虏伯公司在不断适应风云变幻的市场情况下与我们的客户一起共同研制的。

最新的研究成果和生产设备、数控生产技术、产品质量的严格把关，再加上我们对客户的竭诚服务使我们能够不断满足客户的各种制造要求。

激光拼焊板的各项应用使得这项技术能给使用者带来一系列的好处，具体概括如下：- 优化零部件制造工艺，降低重量和生产成本;- 更少的部件数量使采购环节得以简化，同时提高了零部件的尺寸精度;- 部件的减少伴随生产设备的减少和制造工艺的简化，使生产效率提高同时投资减少;- 由于不再需要加强板，也没有搭接接缝，使层积构件的抗腐蚀性能大大提高;- 搭接接缝的减少也使以前所必需的密封工作和密封材料不再必要，降低成本的同时也使生产过程更加环保;- 拼焊板的成形加工性能和母材基本保持一致;- 不同材质、不同厚度和不同涂层的组合使部件的冲压性能得以最大发挥;- 精心选择材料的厚度和质量，使零部件的强度和碰撞特性得到本质的改良。

激光拼焊板主要应用于汽车工业，但是它也可以应用于其他需要优化零部件和组装性能的领域例如家用电器工业。

拼焊板使用的技术问题，最主要的是由焊缝区组织变化所造成的成形性能下降和焊缝移动等因素引起的工装制造难题。

1.拼焊板的冲压成形性能对拼焊板成形性能的研究表明：(1)激光焊接后的焊接接头部位强度比母材部分有一定程度的提高，厚度比率的变化对强度的影响没有材料等级比率变化影响大，不同等级材料的焊接接头强度主要取决于低强度等级的材料。

(2)焊接接头部位成形性能比母材有一定程度的降低，随拼焊厚度差异和强度差异的增加，成形性能降低。

(3)对于不等厚拼焊板，拉伸方向与焊缝方向相同时，拼焊板塑性变形能力明显降低，薄侧比例越小则降低越多。

(4)拼焊板的拉伸破坏方式一般有两种：一是当焊缝与拉伸方向一致时，由于焊缝的塑性比母材低，焊缝部位往往被拉断;二是当焊缝与拉伸方向垂直时，薄侧母材容易产生过量减薄而拉裂。