激光拼焊在客车制造工艺中的应用

吴敏

摘要：激光拼焊技术是激光焊接技术的优化和创新，具有较高的焊接精度，将激光拼焊技术应用在客车加工制造中，主要用来生产冲压板件坯料、钣金件、型材，通过将不同厚度、不同材质、不同零件焊接成一个整体，为客车制造提供一个合理的组件，同时还能在一定程度上缩减车身零部件数量以及车身重量，消除打磨，提高生产效率，有着较为显著的经济意义。

关键词：激光拼焊；客车制造；应用优势；应用不足；具体应用

现如今激光拼焊技术已经大规模应用在汽车制造行业中，在汽车零部件生产和车身制造中扮演着重要角色，激光拼焊技术能够将不同材质和不同厚度的材料通过拼接实现自由组合，大大提升焊接质量，提高生产效率，切实满足零部件对不同材料性能的具体需求，能够从源头上确保汽车具有最优的结构和最佳的性能。

一、激光拼焊技术概述

所谓激光拼焊技术，就是以激光为能源，拼合和焊接厚度不同、材质不同的板材，使之成为一块整体的型材、夹心板或板材，这能够切实满足不同零部件对材料性能的具体需求。激光拼焊技术能够显著降低客车行业的坯料制造成本，并进一步提高生产效率和生产质量，因为激光拼焊技术在应用过程中无需与零部件进行直接接触，所以不会产生过多噪声，环保效益十分明显。除此之外，激光拼焊技术在应用过程中也不会产生大量的热，不易导致零部件变形，具有更高的美观性和精密性，可以显著提高焊接作业精度。

二、激光拼焊技术在客车制造中的应用优势

一是，激光拼焊技术可以在很大程度上提高客车结构的精准度，能够节省许多冲压加工工序、板件件加工工序，促使制造工艺更加精简、制造数据更加集成，而且激光拼焊技术还能够对不同强度和厚度的材料进行科学合理组合，有助于对零件的结构性能进行优化；二是，激光焊接是机械、程序控制，激光焊枪与焊接基材焊接距离能够得到保证，与传统的点焊、二氧化碳保护焊、普通熔焊工艺相比焊缝不会出现焊瘤、焊孔、飞溅等质量缺陷。焊接质量得到保证，现场不用返工返修，不用在单独进行打磨除飞溅，从而节省制造成本，现场环境也得到保证。焊缝长度和焊缝间距也能得到精准控制，车身结构强度能得到更好的保证。三是，激光拼焊技术可以让客车设计更具灵活性，因为客车的零部件在冲压制造过程和在组焊中会受到冲压和组焊的局限性，需要有针对性单独设计额外的补偿件，激光拼焊技术能够让这一个苛刻要求变成可能，能够在不改变材料整体强度的基础上对特殊位置进行加强，因此可以让客车设计具有更大的灵活性。四是，激光拼焊技术还可显著提高原材料的利用率，通过对不同材质的钢板、矩管进行自由组合来达到物尽其用，避免原材料规带的局限性带来材料浪费。五是，激光拼焊属于自动化设备，做好相应的工装，对需要焊接的零部件摆放在工装上面，激光能自动焊接，焊接效率远远大于人工焊接，效率会显著提升。随着工业的发展，自动化在各个制造业是一个必然的发展趋势，客车行业本是一个自动化程度很低的行业，又特别是焊接的自动化，激光焊能解决这一难题。

三、激光拼焊技术在作业过程中存在的不足

首先，将激光拼焊技术应用在客车制造中，受冲压性能和板材性能影响严重，例如一些高导热性材料和高反射性材料，十分容易受到激光的影响，焊接精度和焊接质量很难保证。而且不同的零部件有着不同的生产工艺要求，需要多个衍生领域的工作人员能够密切配合，对工作人员的素质要求较高。其次，激光能量转化率较低，在现有的技术下转换率不足10%，远远低于其他焊接技术；再次，激光拼焊技术在应用过程中对装配位置的精准度要求较高，确保激光素在工作过程中不会出现位置偏移，一旦发生偏移就很容易导致焊缝不均匀、焊缝烧穿或者偏向一侧板材的情况。最后，站在成本的角度来说，与其他的焊接工艺相比，激光设备和工艺技术造价高昂，若想实现规模化生产，会在很大程度上加大客车制造企业的成本压力。

四、激光拼焊技术在客车制造工艺中的应用要点

拼焊设计。客车制造行业在对车身零部件拼焊板进行设计时，需要高度考虑车身不同位置的不同功能，确保所有零部件材料的强度都能处于最佳状态。所以为了进一步提高拼焊质量，工作人员还要提前对板材所应具备的物理和化学性质进行科学确定，确保能够在节省材料的前提下获得最好的应用效果。

拼焊原材料选择。拼焊板材料的性能将直接影响最终的拼焊质量，通常情况来说，在客车制造行业中，高强度的钢板、高强度型材是车身焊接的最佳拼焊板选择，因为这类材料不仅强度高能减轻整车重量，而且还拥有着十分优越的焊接性能。

拼焊原材料下料。为了进一步提高无拼缝焊工序的完整性，工作人员需要把板材、型材放置在下料设备上，并结合具体的生产需求将其下料成相应形状和尺寸，为了确保检查精准性，激光束需要在焊缝中准确摄入，确保拼焊板材、型材的厚度能够与焊缝宽度高度吻合，使其具有更强的可塑性。为了进一步提高焊缝的整体质量，工作人员也要严格按照设计参数，避免在焊接过程中出现硬化或其他部位产生缺陷的情况。板材、型材在进行激光拼焊之后很容易出现质量问题，所以工作人员也要对拼焊板的质量进行定期检查，在检测焊缝的整体强度时，可以利用物理力学性能进行重点测试，确保焊缝强度满足后续的拉伸加工需求。除此之外，工作人员还需要使用焦点X光透视技术来验证拼焊板焊缝是否存在问题，利用机械试验或者液压压延试验对焊缝的冲压拉伸性能进行检测，同时能够科学评估板材的厚度、焊缝、冲压等因素对焊区强度变化的影响。在设计拉伸模具时，也要充分分析金属零部件的整体性能、拼焊板的厚度和冲压性能，确保焊区和模具之间能够时刻拥有充足的夹角空间，避免因为厚度不足的拼焊板在冲压拉伸时存在断裂的情况。

综上所述，节能、减排、轻量化是客车行业在未来一段时间内的整体发展趋势，将激光平衡技术应用在客车制造中，不仅可以有效减轻车身重量，同时还能让车身结构更加优化、零部件性能更加稳定，同时质量和效率能得到显著的提升，由此不难看出，激光拼焊技术终将成为汽车制造行业的核心技术，有着十分广阔的应用前景。

参考文献：

[1]刘军伟,翟雪,王晓宁.激光拼焊板在汽车车身制造中的应用[J].汽车工程师,2014(07):56-57+60.

[2]李斌,郭小燕,路洪洲.激光拼焊板在汽车制造中的应用及相关工艺研究[J].激光杂志,2012,33(01):59-60.

[3]董绍斌.激光拼焊板技术在汽车车身制造中的应用[J].汽车工艺与材料,2006(05):9-11.