激光拼焊板的优点及其应用
汽车用激光拼焊板技术及其应用综述
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。
激光焊接的特点及应用分析
激光焊接的特点及应用分析激光焊接是一种利用激光束进行焊接的高精度、高效率的焊接方法。
其特点在于焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高、操作自动化程度高等。
激光焊接在各个行业中得到了广泛的应用，如汽车制造、航空航天、电子电器、医疗器械等。
首先，激光焊接的特点之一是焊接速度快。
激光束具有很高的能量密度，可以在短时间内使焊接材料迅速熔化并达到焊接温度，从而实现快速焊接。
相比传统焊接方法，激光焊接速度可提高10倍以上，极大地提高了生产效率。
其次，激光焊接的热影响区小。
激光焊接的热输入主要集中在焊缝上，热量传导速度快，从而减少了对焊接材料的热影响。
这对于焊接材料的变形和变质有很大的促进作用，尤其对于对焊接材料有较高要求的行业，如航空航天业和精密仪器制造业，能够保证焊接部位的高精度。
再者，激光焊接具有较高的焊缝质量。
激光焊接焊缝的凝固速度快，熔融材料混合均匀，焊缝的形状规整，没有气孔和夹杂物，焊缝强度高。
这使得激光焊接可以应用于对焊缝质量要求较高的行业，如汽车制造业和船舶制造业。
最后，激光焊接具有高度自动化的操作方式。
激光焊接系统可以与机器人等自动化设备配合使用，实现焊接过程的自动化和智能化。
这不仅提高了生产效率，还减少了对人力资源的需求，降低了生产成本。
在实际应用中，激光焊接被广泛应用于汽车制造业。
汽车结构中有大量的焊接工艺，例如车身焊接、发动机焊接等。
激光焊接凭借其高效率、高精度的特点，可以满足汽车焊接工艺对焊缝质量和工艺自动化的需求。
此外，激光焊接还被广泛应用于航空航天制造业。
航空航天制造对焊接工艺的要求十分严苛，需要焊接材料的高强度和轻量化。
激光焊接能够实现高精度的焊接，减少了传统焊接方法中的缺陷和变形，大大提高了焊接材料的性能。
在电子电器领域，激光焊接被广泛应用于微电子器件的制造。
由于微电子器件的尺寸小且结构复杂，传统的焊接方法往往无法满足其制造要求。
而激光焊接具有焊缝小、热输入小等特点，能够满足微电子器件的高精度焊接需求。
汽车技术发展方向_激光拼焊板
世界金属导报/2009年/6月/23日/第019版钢材深加工汽车技术发展方向——激光拼焊板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。
拼焊板是将几块不同材质、不同厚度和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，再经过冲压等工序后成为汽车的部件。
激光拼焊可以最大限度地减少汽车零件数量、减轻汽车重量、优化零部件的公差和降低成本，同时又可保证汽车的性能，代表了汽车新技术的发展方向。
绝大部分先进车型的车门内板、升降台、车底板和侧梁等都采用了激光拼焊板。
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，使用拼焊板体现出巨大的优势。
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制造汽车车身。
1985年奥迪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制造车身时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。
一、汽车激光拼焊板的应用领域冷轧钢板激光拼焊主要解决冷轧无法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(见图1)。
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。
图2为激光拼焊板的生产流程。
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质量、降低生产成本、减轻车重、减少油耗、保护环境等多种需求。
二、激光拼焊板的优势传统工艺条件下，汽车各种部件的制造是由各种小的冲压零部件点焊制成。
激光焊接行业小知识
激光焊接行业小知识激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术，广泛应用于各个行业。
它利用激光束的高能量密度，将工件表面局部加热至熔点以上，通过熔融和冷却形成焊缝。
下面将介绍一些关于激光焊接的小知识。
1. 激光焊接的优点：- 高精度：激光束聚焦后能够实现非常小的焊缝宽度，适用于微小零件的焊接。
- 高效率：激光焊接速度快，熔化区域小，能够提高生产效率。
- 无接触：激光焊接不需要直接接触工件表面，减少了对工件的损伤。
- 无污染：激光焊接不需要使用焊接材料，避免了污染环境的问题。
2. 激光焊接的应用领域：- 电子行业：激光焊接广泛应用于电子元器件的制造，如电池片、电路板等。
- 汽车行业：激光焊接可用于汽车零部件的制造，如车身焊接、发动机零件焊接等。
- 航空航天行业：激光焊接在航空航天领域有重要应用，如飞机结构件的焊接、航天器零部件的连接等。
- 医疗行业：激光焊接可用于医疗器械的制造，如植入式医疗器械的焊接等。
3. 激光焊接的工艺参数：- 激光功率：激光功率的选择与焊接材料的类型和厚度有关，需要根据具体情况进行调整。
- 焦点位置：焦点位置的调整会影响焊缝的质量和形状，需要根据焊接要求进行优化。
- 扫描速度：扫描速度的选择与焊接材料的熔化温度和导热性能有关，需要进行合理的设定。
4. 激光焊接的注意事项：- 安全防护：激光焊接过程中需要采取相应的安全措施，避免激光对人眼和皮肤造成伤害。
- 材料选择：不同材料对激光的吸收率不同，需要选择适合的材料进行焊接。
- 焊接质量检测：焊接后需要进行质量检测，以确保焊缝的质量符合要求。
总结：激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接技术，在各个行业都有广泛的应用。
它具有高精度、高效率、无接触和无污染等优点，适用于电子、汽车、航空航天和医疗等领域。
在进行激光焊接时，需要注意安全防护、材料选择和焊接质量检测等方面。
通过合理调整激光焊接的工艺参数，可以实现高质量的焊接效果。
激光拼焊板技术分析
门内板 铰链加强板
小计
TWB门内板 A B
小计
毛重 11.43 4.31 15.74
材料价值 61 23
剪切 3.8 0.9
焊接
冲压 18.7 11.7
8.98 3.88 12.86
47.9
3.4
20.7
0.9
18.7 20
零件重量降低2kg装配Fra bibliotek9.5总成本 128.6
111.6
减少汽车厂的成本和设备投入
侧围内板成本降低
9块板 TWB
冲压 装配（不包含设备、
工具）
在欧洲采用传统的解决方 案
140元/侧围
75元/侧围 60元/侧围
在欧洲采用TWB的解决方案
240元/侧围 20元/侧围
小计
275元/侧围
260元/侧围
差异
100元/侧围 55元/侧围 60元/侧围 15元/侧围 30元/车
工具 冲压、装配
激光拼焊板技术分析
内容简介
一、激光拼焊板的发展历史 二、激光拼焊板的特点 三、激光拼焊板的应用 四、焊接质量保证
一、激光拼焊板的发展历史
激光拼焊板的定义
是将不同厚度、不同材质及不同表面状态的钢板 拼接在一起，在冲压制造后，与其他零件一起总装成 汽车整车。
激光拼焊板的发展
1964年 BUDD Co第一个专利 1980年 AUDI对钢板宽度需求超过2000mm（同厚度、地板） 1984年 THYSSEN向AUDI交付40000件激光拼焊板 2003年 全球生产了160 000 000件激光拼焊件…………
5、质量保证体系
引进阿赛洛成熟的产品技术标准。 引进完善的质量检测体系。
激光拼焊板的生产工艺
激光焊的特点及应用
激光焊的特点及应用激光焊是一种将高能量激光束直接焊接在工件表面的技术。
与传统的焊接方法相比，激光焊具有许多独特的特点和广泛的应用领域。
首先，激光焊具有高能量密度特点。
激光束聚焦后，可以产生高能量密度的焊接热源，能够使金属材料迅速熔化和蒸发。
激光焊具有快速的熔化速度，可以在毫秒或微秒级别完成焊接，焊接过程中的热影响区域小，对工件的热影响少。
其次，激光焊具有高的操控性。
激光焊可以通过电脑控制激光束的大小、形状和焦点位置，可以通过实时控制来实现精确的焊接操作。
激光焊可以自动化、智能化地进行，大大提高了焊接的效率和质量。
激光焊还具有特殊的适应性。
激光焊不受工件形状和材料的限制，可以焊接金属材料、非金属材料、塑料以及复合材料等多种材料。
激光焊可以进行正面焊接、背面焊接、侧面焊接和微观焊接等。
另外，激光焊还具有高稳定性和可重复性。
激光焊具有高度稳定的光束质量和能量输出，焊缝质量稳定可靠。
激光焊还可以重复焊接同样的零件，保证了工件的一致性和稳定性。
激光焊广泛应用于诸多领域。
首先，在汽车工业中，激光焊被广泛用于车身焊接、车门焊接和引擎焊接，可以提高焊接强度和速度，减少车身噪音和排放。
其次，在电子行业中，激光焊用于PCB板焊接、封装焊接和线路连接等，可以提高电子元器件的精度和可靠性。
此外，在航空航天和船舶制造中，激光焊常用于焊接薄壁结构和复杂曲面结构，可以提高连接强度和结构稳定性。
此外，激光焊还应用于精密仪器制造、钟表制造以及净化器制造等领域。
总的来说，激光焊具有高能量密度、高操控性、特殊适应性、高稳定性和可重复性的特点，广泛应用于各种工业领域。
激光焊技术的不断发展和创新将为工业制造带来更高效、更精密和更可靠的焊接解决方案。
冷轧钢板激光拼焊
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。
浅谈激光拼焊板在汽车车身上的应用
２ 激 光 拼 焊 技 术来 源
激光 拼焊板 源 于２世 纪８ 年代 ， 现在 地对 准 工件 对 合线 。 一 张 拼焊 每
板 质量 检测 结果可 全程 跟踪并 精确识 别 。
当 时 主 要 是 为 了 解 决 钢 厂 轧 出 的 钢 板 板 宽 不 够 的 问
①不 增加焊 缝高 度 ， 低焊缝 区域 的体积 。 降
② 焊 缝 处 的 热 应 变 值 较 低 ， 影 响 区小 ， 过 激 光 热 通
束 的 聚 焦 给 工 件 边 缘 提 供 焊 接 所 需 的 高 能 量 ， 焦 点 聚 的 直 径 可 以 达 到 零 点 几 ｍｍ， 留 了 材 料 的 原 有 成 形 保
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 。 光焊 接 的特 点 是能 度 高 、 填 料 、 搭 激 无 无 接 、 深 大 、 接 速 度快 等 。 而激 光 拼焊 板技 术 具有 熔 焊 故 以下特点 ：
特 定 的 零 件 装 配 汽 车 ， 减 轻 汽 车 重 量 ， 少 材 料 消 对 减 耗 ， 少 加 工 工 序 ， 低 生 产 成 本 ， 高 生 产 效 率 ， 高 减 降 提 提
性能。
③焊缝 较狭 窄且 平整 ， 冲压成形 性 能影 响较小 ， 对 消 除 了成 形 过 程 中 的 不 利 影 响 。
目标 ， 在 这 方 面 做 得 最 为 成 功 的 就 是 激 光 拼 焊 板 技 而
术 。 用 激 光 拼 焊 板 能 有 效 降 低 汽 车 生 产 成 本 １％ ～ 使 ０
安全性 能都有 十分 重要 的作用 。 因 其 组 合 自由 ， 将 不 同 的 钢 板 进 行 拼 接 ， 此 技 可 故 术 一 推 出 ， 将 此 类 钢 板 称 为 拼 焊 板 。 车 工 业 在 降 低 便 汽
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
激光拼焊板的优点及其在汽车中的应用
一、拼焊板的优点
拼焊板目前主要应用于汽车制造
- 增强车身安全性；
- 降低车身重量，降低油耗——增进汽车环保；
- 减少部件数量；
- 减小零部件制造、装配公差；
- 降低整车制造成本；
- 代表钢制车身发展方向。
蒂森公司从1985年开始生产拼焊板。
以实用技术为导向的产品研发和对各个生产领域生产技术的掌控，等等这些因素使激光拼焊板技术成为推动汽车整车设计的新一轮创新浪潮。
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。
二、应用领域
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。
重量降低（引用战斗机的概念，汽车的“推重比”更大）、零件装配数量减少、生产工艺得到优化、生产效率提高、整车制造成本下降。
依据ULSAB（世界轻质钢制车身协会）的最新研究结果：最新型的钢制车身结构中50%采用了拼焊板制造。
下面用插图描述其在汽车工业领域的应用。
（1）车身侧围
采用激光拼焊的车身侧围，不再需要附加的加强筋，重量和部件数量都得到减少。
当激光拼焊技术应用于车身侧围的制造，不再需要任何加强杆及附属的生产工艺，因此重量和部件数量都得到减少，高延展性材料的应用也使抗撞击能力得到改进，不再需要加强板，在B柱上，拼焊板的应用大大降低了累积公差。
激光拼焊板的采用提高了车门部件制成品质量的稳定性，使车门部件的调校不再是个难题，部件重量的下降也使整体车身的重量下降，原有接缝处密封措施的省略还带来环保方面的附加利益。
（2）底板和车门内板
激光拼焊汽车底板激光拼焊车门内板，无需加强板，刚性增强约40%
拼焊板在车门上的应用使铰接区域的刚性得到整体加强，所以不再需要加强板，此外，车门的配合公差得到大幅改善，重量的降低和生产工艺的优化使得成本得到下降。
拼焊板在轮罩上的应用因为内置吸震结构同样使得重量和部件数目减少，消除点焊搭接、点焊材料和点焊工艺带来实实在在的成本降低。
（3）尾门板和前脸板
大尺寸拼焊板在卡车前脸上的应用激光拼焊尾门板，由不同厚度的材料激光焊接而成，不需要加强筋，节省了材料
车身侧围上拼焊板的应用也因为装配精度的提高而削减了成本，同时侧围的耐冲撞性能也得到提高。
作为新技术的应用，BONDAL?复合板也能用来制造拼焊板部件，作为一种良好的吸音材料，常应用于车身顶部和底部。
三、加工性能
拼焊板可以由两块或两块以上的相同或不同厚度、不同材质、不同涂层的钢质材料激光焊接而成，这完全决定于部件性能的要求。
但是，技术进步的今天，蒂森的工程师们已经可以将铝合金和钢板进行焊接，相信不久的将来，激光拼焊地材料益加广泛。
这使得拼焊板有很多不同的应用。
广泛的可选择的材料及其组合给工艺设计、冲压设计和我们的专家提供了更大的合作空间，以找到符合部件要求的最佳的焊接形式，多次的实验已经证明了激光焊接的质量完全能符合设计要求。
（1）耐腐蚀性
无数的实验证明了激光焊接焊缝区域的抗腐蚀性能相对传统焊接工艺得到很大提高。
这已在不同的测试环境下证实。
（2）冲压模具的改进
常规的模具只能处理单一厚度的材料。
而拼焊板的冲压模具仅需被设计成能处理不同厚度。
（3）厚度组合
纯粹从焊接角度来说，任何材质和厚度的材料都能焊接而成为拼焊板，但是这种组合受到冲压成形性能的限制。
工程设计师、冲压工程师、材料专家的密切合作是形成最优化方案的唯一途径。
冲压过程的数字化模拟可以最大程度的节省昂贵的实验费用。
（4）加工性能
激光焊接拼焊板激光焊接中，材料是对接而不是搭接。
这带来如下的焊缝特性：- 降低焊缝区域的体积，例如，焊缝宽度不超过1mm；
- 没有增加焊缝高度;
- 对成形性能影响较小；
- 在焊缝上附加镀锌后，其阴极保护功能得到保持；
- 焊接过程中热影响区小。
完成焊接后，焊缝区域的静态、动态强度是非常重要的指标，因此我们对焊缝区域会抽样进行破坏性抗拉强度测试。
杯突测试被用来检验焊缝区的拉伸成形性能。
焊缝的拉伸成形性能和母材基本保持一致。