激光焊接技术在一汽-大众白车身焊接中的应用

汽车车身激光焊接技术发展与运用发布时间：2022-09-21T02:35:38.680Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：邢彦咤[导读] 随着我国汽车制造行业的发展，无论是安全性能还是低碳环保特性，铝合金都成为重要可靠的构件材料邢彦咤长城汽车股份有限公司河北保定 071000摘要: 随着我国汽车制造行业的发展，无论是安全性能还是低碳环保特性，铝合金都成为重要可靠的构件材料，对于提升汽车整体强度有着重要的实用价值。

因此，焊接技术在汽车制造行业中成为基础工艺之一，本文就汽车车身激光焊接技术发展与运用进行分析。

关键词：汽车；车身；激光焊接引言在汽车车身焊接中，激光技术以其能量密度高、光束中性、可接近性好、非接触焊接等优点，在汽车零部件生产中发挥着不可估量的作用和价值。

近年来，中国大力鼓励新能源汽车的研发、创新和生产，出台了许多与新能源汽车相配套的政策、措施和法律法规，为汽车产业的发展注入了新的活力，提供了更好的保障，极大地促进了车身产品设计方法的多样化和新材料应用的新颖性。

加强汽车车身激光焊接技术发展与运用的研究具有重要的现实意义。

1 汽车车身焊接中存在的问题随着汽车行业对能源与环保问题的影响愈发严重，汽车轻量化成为汽车制造业发展的必然趋势，轻量化生产不仅可以节约能源与降低排放，而且还能改善汽车性能，提高汽车服务质量。

铝合金作为汽车轻量化生产的核心材料，表现出多种应用优势。

但是在实际应用过程中，其焊接技术存在着以下问题：①在汽车车身的焊接过程中，由于铝合金自身材料的性质因素影响，焊接接头处更容易出现软化现象，而这是降低车身强度的关键因素，严重影响了焊接结构的基本承载能力，进而造成不安全因素，甚至无法达到安全标准。

②铝合金材料表面容易生成一层难以熔化的氧化膜，因此在铝合金车身焊接时，会由于氧化膜的阻碍因素难以将母材熔化与熔合。

与此同时，氧化膜还有更高的比重，在焊接过程中难以浮出表面，这也导致更容易生成夹渣，或者出现未熔合、未焊透等现象，对于焊接设备的功率要求也更高。

探营一汽大众长春工厂一汽大众长春工厂概况一汽大众在长春的工厂，占地182万平方米，正式员工有1万多名。

一期工程在1992年完成，1996年验收，产能15万辆，生产捷达、宝来、全部奥迪A6L。

二厂在2003年底建成投产，主要生产高尔夫、迈腾、速腾、CC等车型。

而2009年建成的三厂，主要用于生产奥迪A4L、Q5。

此外还有一个发动机传动器厂，主要生产EA113和EA111发动机，还有MQ手动变速箱。

我们此次参观的是一汽大众二厂，还有EA111发动机的生产线。

一汽大众在长春驻扎多年，打下坚实的基础，看起来有点日久生情不愿远离的意思。

但随着引入车型产品增多，长春工厂的产能已经完全饱和，造成多款车型供不应求的局面（厂方希望通过开放给媒体参观，让大家亲眼看到一汽大众的车型供不应求是真的受产能所限，而不是搞所谓的“饥饿营销”）。

目前长春工厂的产能扩充余地已经很小，为了扩大产能，一汽大众下一部将在长春以外的地方建厂，比如成都的工厂就已经在建设中。

也只有待成都工厂投产后，一汽大众目前多款车系产能跟不上销量的局面才有可能缓解。

冲压车间冲压是生产轿车的第一步，我们参观的第一步也照例从冲压车间开始。

刚一走入冲压车间，就能见到墙上写着“好的轿车从冲压开始”，请跟随我们一同进入一汽大众的冲压车间，看他们如何来实践这个口号吧。

冲压车间的规模不小，我们参观的一汽大众冲压二厂，共有4条全自动化冲压线，前两条生产线在2005年投产，另两条在2009年投产。

目前承担宝来、速腾、迈腾、CC、高尔夫等车的冲压任务。

为了达到高品质，国内很多汽车钢板还采用进口板料，自主品牌且如此，作为德系合资品牌的一汽大众就更不例外。

据介绍，一汽大众用的钢板材料有来自德国蒂森克虏伯，也有来自韩国的，国内的则宝钢和鞍钢也有供货。

早在参观之前，我们就清楚一汽大众车间肯定少不了德国出产设备。

的确，从最核心的冲压机开始，我们就看到了纯德国品牌：MULLER WEINGARTEN。

激光拼焊技术在车身制造中的应用摘要：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在车身制造中的应用进行了简要的探讨。

关键词：激光拼焊技术；车身制造；应用引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。

本文主要对激光拼焊技术在车身制造中的应用进行了分析。

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激光拼焊技术在车身制造中的应用2.1蒂森克虏伯TB（Tailoredblanks）—普通拼焊板。

汽车车身激光焊接技术的应用分析摘要：近年来，激光焊接技术在汽车车身焊接上得到了广泛的应用，其高密度、无接触焊接等一系列优势，有效保障了焊接效果。

本文从汽车车身激光焊接技术优势入手，对常见汽车车身激光焊接工艺及汽车车身激光焊接技术应用趋势进行简要地探析。

关键词：汽车车身焊接；激光焊接技术；焊接技术；激光焊接引言：随着我国汽车制造业的快速发展，我国汽车市场逐步完善，汽车普及率不断提升，人们对于汽车的关注点也从单一的性能向美观性、艺术性等角度发展，汽车焊接技术的好坏不仅会影响到汽车的质量，而且会对汽车的观赏性等都产生影响。

因此了解汽车车身激光焊接技术，对于促进汽车焊接技术的发展与改进至关重要。

一、汽车车身激光焊接技术优势激光焊接技术作为熔融焊接的一种，其主要能源为激光束，是一种较为先进的焊接技术。

当前在汽车车身焊接上已经得到了一定的应用。

相较于传统的焊接技术，激光焊接技术具有着一系列应用优势。

现从控制性强以及精准度高两方面，对汽车车身激光焊接技术的应用优势做出分析：（一）控制性强汽车车身激光焊接具有着控制性强的特点，通过有效的控制，大幅度的提升了焊接工艺的精准度。

在传统的焊接技术中，由于焊接用具接入热量难以控制，经常会由于温度过高，引发焊接面变形。

并且由于控制精准度不足，还存在焊接点形态不均匀等情况，影响汽车的美观性。

而在操作不当时，焊接用具有可能出现受损问题。

但是激光焊接技术能够有效控制接入热量，以能够满足焊接需求的最小热量作业，通过对热量的精准控制，既保障了焊接效果，又而避免了由于温度够高导致焊接面变形等情况的发生。

（二）精准度高与传统的焊接方式相比，激光焊接能够实现精准聚焦，利用激光束聚焦区域小等特点，能够焊接较为细小的部件。

在焊接的过程中，激光聚焦点准确，能够避免焊接对周围区域产生影响。

并且激光焊接不属于接触式焊接，能够在在智能控制下实现精准操作。

在封闭空间内也能够开展作业。

激光焊接能够结合不同的材质，调整焊接的方法，从而满足汽车异质材质焊接的焊接需求，保障焊接效果[1]。

激光焊接技术在白车身中的应用摘要：白车身作为焊接工艺研究的重要内容，为控制人的人身安全和车身的质量强弱的保证。

本文通过对汽车白车身焊接工艺进行简要介绍，重点对汽车白车身焊接质量管理措施进行重点介绍。

关键词：汽车;白车身;焊接质量对于汽车白车身，其主要是焊接已经竣工但是没有进行涂装的汽车车身，一般多是承载式全焊接组织，对于其的焊接工艺种类而言，一般包含MAG焊、MIG 焊、螺柱焊、激光焊以及电阻点焊等，在这些工艺中最为常见的就是电阻点焊。

1 焊接工艺研究对于电阻点焊来说，其对于两个金属之间原子的融合，主要是根据电流对金属件形成的电阻热融化中产生的。

为了保证焊接发生变形极小和牢固性，焊接时对于焊点之间的距离、次序、区域及数量要求严格遵守焊接工艺实践，针对其每个工艺参数对于焊接技术水平的影响。

2概述激光焊接的原理激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），从字面不难看出其意义是通过强光照射激光发生介质，进而使得介质内部原子的电子得到能量，电子运动在受激的情况下轨道发生偏移，从低能态进入高能态。

当原子在激发态的状态下时，受到外界辐射感应，使得这些原子又变迁到低能态，同时有一束光发出，这束光在传播方向，偏振，相位和频率等方面，与入射光完全相同，即为受激辐射光。

那么如何得到指向性高、高能量密度的激光，就显得尤为重要，也必须使得观光束能够在激光发生介质的两侧的反射镜内王府往复振荡，这就要求必须在一种封闭光线的谐振腔内进行，从而光强得到提高，同时光的方向性也得到了提高。

3激光焊接的优势激光具备的优势有以下几个方面：①激光具有很强的方向性，在传播的过程中，基本不会向外发生扩散；②激光是一种单纯的单色光，波长和频率一定，不是多种光的混合体；③激光具有特别高的输出功率，当采用透镜进行聚焦后，可以得到高于太阳光几百倍的能量密度；④激光有较好的相关性，具有规律的波峰、波谷。

激光跟踪仪转站技巧在白车身焊接框架测量中的应用摘要激光跟踪仪测量设备作为一种成熟的测量技术,其测量结果稳定可靠，广泛应用于高精度、大尺寸的测量任务中。

本文结合生产实际，主要阐述、论证激光跟踪仪设备转站技巧在测量白车身焊接框架中的应用。

总结出转站后测量结果的准确性，测量作业效率的提升。

关键词激光跟踪仪；转站；测量误差；工作效率0 引言部分激光跟踪仪作为一种新型便携式空间大尺寸三维坐标系统，在现场使用其对产品进行检测时，通常受被测产品外形的限制，不能在一个测站完成所有检测任务。

这时就需要根据测量视角的要求，在采集必要的公共点数据后，将激光跟踪仪搬至其他位置来完成接下来的检测任务。

但是在实际检测过程中，由于转角误差等因素，会对公共点数据的准确度产生很大影响，从而导致产品被测数据的准确度下降。

为了减少这种影响，除了采取种种措施提高激光跟踪仪的测量准确度外，还可以通过改进坐标转换的算法来进一步提高准确度。

为此，本文以Leica公司设计制作的AT901MR型激光跟踪仪设备为例，应用该设备采用的七参数布尔沙模型的坐标转换算法，采用转站技巧在白车身主焊接框架测量任务的实际应用。

相比于常规的移动设备多站点测量，该转站技术在保障测量准确性的同时同比节省测量工时近15% ，具有较大的推广性。

1 激光跟踪仪测量原理激光跟踪仪是基于球坐标原理进行三维坐标测量的仪器，其测量原理如图1所示。

首先需要测得激光跟踪仪仪器坐标原点到靶球的距离 s，靶球相对激光跟踪仪的横向角度α 以及纵向角度β。

α 和β 可分别通过水平编码器和垂直编码器读数获得。

获取以上三个数据后，便可计算出靶球 M 在仪器坐标系下的三维坐标：图1 激光跟踪仪原理2 激光跟踪仪测量方法2.1 空间点的测量激光跟踪仪对于空间静态点的测量，是将目标反射器置于待测位置，待其稳定后，通过在1秒钟内对其采样，n次 (n为采样系数，0在整个操作过程中，应尽量避免气流的扰动及物体震动，否则将影响测量结果。

激光焊接技术在白车身中的应用【摘要】激光焊接技术在白车身制造中起着重要作用。

本文首先介绍了激光焊接技术的基本原理和在汽车制造中的发展历程。

接着探讨了激光焊接技术在白车身焊接中的优势，包括高精度、高效率和节能环保等优点。

然后分析了激光焊接技术在车身局部焊接和整体焊接中的具体应用。

展望了激光焊接技术在白车身制造中的前景，并归纳了其带来的效益和发展趋势。

通过本文的阐述，读者可以全面了解激光焊接技术在白车身制造中的重要性和应用前景，为相关领域的研究和实践提供了有益的参考。

【关键词】激光焊接技术、白车身、汽车制造、发展、优势、局部焊接、整体焊接、前景、效益、发展趋势1. 引言1.1 激光焊接技术在白车身中的应用激光焊接技术在白车身中的应用是汽车制造领域中的重要技术之一。

随着汽车工业的发展，车身焊接工艺也在不断进步，激光焊接技术的应用正逐渐成为主流趋势。

激光焊接技术利用激光束对焊缝进行高能量密度的瞬时加热，使金属材料迅速熔化并形成焊缝。

这种高精度、高效率的焊接技术，可以实现对车身零部件的精确焊接，保证焊缝质量和强度，同时避免对车身结构造成不必要的热变形和影响。

在白车身焊接中，激光焊接技术具有诸多优势，包括焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等特点。

这使得激光焊接技术在汽车制造中得到广泛应用，能够满足对车身结构强度、外观和质量要求。

激光焊接技术在白车身制造中具有重要的应用前景，其应用可带来更高的生产效益和产品质量，未来将继续发展壮大，为汽车工业的发展贡献更多力量。

2. 正文2.1 激光焊接技术的基本原理激光焊接技术的基本原理是利用高能量密度的激光束对工件进行加热，通过熔化和冷却形成焊接接头。

激光束在焊接区域集中能量，使其局部瞬间高温，达到熔化金属的目的。

激光焊接技术的基本过程包括光束生成、聚焦、照射、传递、熔化、冷却等步骤。

激光焊接技术的核心设备是激光器，主要包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器。

通过激光器发出的高能激光束，通过透镜聚焦到焊接区域，实现对工件的加热和熔化。

本文介绍了几种典型的激光焊接技术如激光钎焊,激光复合焊和激光熔焊的特点,并重点分析了激光填丝熔焊技术在江淮汽车星锐车型中的应用.本文介绍了几种典型的激光焊接技术如激光钎焊、激光复合焊和激光熔焊的特点，并重点分析了激光填丝熔焊技术在江淮汽车星锐车型中的应用。

为满足安全、环保和节能等指标要求，实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化，各知名汽车公司在车身制造中大量应用激光焊接技术，以保证产品质量和技术先进性，以求在日益激烈的竞争中立于不败之地。

江淮汽车星锐车型采用的激光填丝熔焊技术开创了国内自主品牌激光技术应用的先河，本文对此进行了详细介绍。

典型激光焊接技术激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，如顶盖与侧围的连接，以及汽车地板与纵、横梁的连接。

激光钎焊、激光复合焊和激光熔焊是白车身制造领域几种常用的激光焊接技术。

1.激光钎焊技术激光钎焊利用熔点比母材低的材料作填充金属（称为钎料），经加热熔化后，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接，多用于轿车顶盖及行李箱等处的焊接。

激光钎焊工艺应用于焊接，不仅能使产品更加美观，还提高了密封性、提升了整车的安全性能。

顶盖激光钎焊的定位工装（见图1）采用的是琴键式车身压紧工装结构，包括夹具基架及基架两侧连接的压头，其压头包含多个可调小压头，在基架的侧面间隔排列成琴键式压紧机构，可调整每个可调小压头的压力。

每个压头的形面与车身顶盖的形面匹配，保证每个压块都能很好地与车身顶盖贴合，以保证激光送丝焊接时，车身顶盖和侧围焊接处缝隙均小于0.3mm，可以更好地保证焊接质量及焊接外观。

图1 顶盖激光钎焊工装2.激光复合焊接技术激光复合焊接主要指激光与TIG或MIG电弧复合焊接。

在这种工艺中，激光和电弧相互作用、取长补短。

激光复合焊的优点是焊缝熔深大、焊接速度快、热输入低且焊缝强度高。

整个系统的生产过程稳定性好，设备可用性好，焊缝准备工作量和焊接后焊缝处理工作量小，焊接生产工时短、费用低且生产效率高。

参观讲稿——焊装车间篇（责任编辑张家栋）概况轿车二厂焊装车间于2003年7月开始动工，2004年7月正式投产，车间占地面积120,550 m2，现有员工5198人，目前主要生产PQ34平台的宝来，PQ35平台的速腾、高尔夫A6、GTI 及PQ46平台的迈腾和CC车型。

车间设计产能为33万辆/年，通过不断地技术改造和产能优化提升，目前车间产能已达到约1600辆/天。

焊装车间是整车制造四大工艺（冲压、焊装、油漆、总装）中的第二环节，通过焊接、压合、装配等工艺完成白车身的制造。

简单来说，焊装车间输入的是各种零散的零件，包含我们冲压车间生产的自制件，配套厂家提供给我们的的外委件和外协件，以及直接国外进口的CKD 件，经过点焊、激光焊等一系列工艺后，焊装车间将三种来源不同的零散的零件最终组合成一部完整的白车身整车，提供给整车制造的下一道工序——涂装车间。

工艺、技术和设备亮点焊装车间白车身的制造工艺流程为：在下部工段将前后地板及四根纵梁组成下部一总成，下部一总成加上左右前后四个轮罩及仪表板支架和后围板，组成下部二总成，下部二总成通过空中滑橇运输到主焊线，在主焊线上进行整个下部及左右侧围和顶盖的合成焊接，焊接完后的白车身骨架送到装配线上进行四个车门、前后盖及翼子板的装配，同时进行间隙和平度的调整，装配线调整完之后将白车身送往修磨线进行表面质量及焊接质量的检查、调整及修磨，检查调整合格后，通过空中滑橇将白车身总成发往涂装（油漆）车间。

焊装车间目前总共有激光焊机57台，FANUC、KUKA、SEF等机器人共362台，无论是设备的数量还是设备的先进程度，焊装车间都处于国内一流的水平。

车间通过机器人点焊、激光焊、螺柱焊、MIG焊、MAG焊、自动涂胶、TOX铆接等先进的工序和工艺，确保了我们所有大众车白车身的精确性、可靠性和安全性。

如我们现在看到的迈腾（高六）侧围工段，就采用了先进的热成型钢板和激光焊接技术，这些颜色为黑色的钢板就是传说中的热成型钢板，它采用欧洲钢铁巨头帝森-克虏伯的技术，通过将强度达800-900 MPa的特殊钢板经过950℃高温约4分钟的热处理后由模具成形，再由激光切割设备加工所需的孔与外形尺寸，最近达到1300-1600 MPa的强度，即每平方厘米可以承受10吨的压力不变形。