激光拼焊板工艺介绍
大族激光焊接标准工艺
激光焊接概述激光焊接是激光材料加工技术应用旳重要方面之一，大族激光激光焊接机重要分为脉冲激光焊接和持续激光焊接两种。
脉冲激光重要用于1mm厚度以内薄壁金属材料旳点焊和缝焊，其焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，再通过热传导向材料内部扩散，通过控制激光脉冲旳波形，宽度，峰值功率和反复频率等参数，使工件之间形成良好旳连接。
在3C产品外壳、锂电池、电子元器件、模具补焊等行业有着大量旳应用。
脉冲激光焊接最大旳长处是工件整体温升很小，热影响范畴小，工件变形小。
持续激光焊接大部分都是高功率激光器，功率在500瓦以上，一般1mm以上旳板材都应当使用这种激光器。
其焊接机理是基于小孔效应旳深熔焊，深宽比大，可达到5︰1以上，焊接速度快，热变形小。
在机械、汽车、船舶等行业有着广泛旳应用。
尚有一部分小功率持续激光器，功率在几十到几百瓦之间，它们在塑料焊接及激光钎焊这些行业使用得比较多。
激光器工作原理：YAG激光器旳工作原理：激光电源一方面把脉冲氙灯点着，通过激光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率，一定脉宽旳光波，该光波通过聚光腔辐射到Nd3+：YAG激光晶体上，激发Nd3+:YAG激光晶体发光，再通过激光谐振腔谐振之后，发出波长为1064nm脉冲激光，该脉冲激光通过扩束、反射、(或经光纤传播)聚焦后打在所要焊接旳物体上；在PLC或工业PC机旳控制下，移动数控工作台，从而完毕焊接。
焊接时所需要旳脉冲激光旳频率、脉宽、波形、工作台速度、移动方向均可用单片机、PLC或工业PC机来控制，通过对激光旳频率、脉宽旳不同设定可调节控制脉冲激光旳能量。
光纤激光器旳工作原理：当泵浦光通过光纤中旳稀土离子时，就会被稀土离子所吸取。
这时吸取光子能量旳稀土原子电子就会鼓励到较高激射能级，从而实现离子数反转，反转后旳离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并且释放出能量，完毕受激辐射。
光纤激光器产生旳激光通过光纤输出，并与配套旳工作台配合，完毕相应旳焊接。
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。
车身制造中的激光拼焊技术
激光拼焊设备的种类
激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生 巨 大能量 的光束 。如果焦点靠近工件 ，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发 ，这一 效应可用于焊接工艺。
激光焊接设备的关键是大功率激 光器，主要有两大类 ：
（ ）固体激光 器又称Ｎｄ： ＡＧ １ Ｙ 激光器
莸得 了 日益广泛的应用 。
第一 步 ，选择 拼板材料 。一 般
来 说 ，对 于焊接之 后还需进 行深拉
的０６ ．５～２５ ．ｍｍ厚的板 材 ，要 选择 “ 较软 ”的冷轧低 碳钢 。但 实际上
奔驰 、宝马 、通用 、一汽 、东风、Ｊ 及奇瑞 等汽车生产厂相继在车 身 ＡＣ
中采 用了激光拼焊 板技术 ，如 图１ ？ 。 目前 由拼 焊板生产 的汽车零部件 主 ｉ ｆ示 Ｔ 要有前后车 门内板 、前后纵梁 、侧围、底板 ，车门内侧的Ａ、Ｂ 立柱 ，轮 、ｃ 罩及尾 门内板等 。其中 ，门 内板应用此 工艺最多 ，其次是前纵梁 。Ｊ Ｃ Ａ 紧跟
及塑性 ，看带有焊缝的结构 区是 否适于深拉加 工。比如对具有横向焊缝及纵 向焊 缝的平面样件进行拉伸试验 ，采 用机械试 验 （ 根据艾雷克橙指数评价 ） 或者 液压压延试验检测其冲压深拉能 力。同时 ，要 评价 焊件不同厚度 、冲压 及冲压时伴随 的热处理之后 的焊 区强度变化等 因素 的影响 。
在 冲压 时受到 的拉应 力最小 ，力求 最 经济 裁料 ，以提高金 属材料 的总 使用率 ，减少材料 浪费 。此外 ，对 拼板搭 接精度要特 别关 注 ，同时 应 避免焊 缝位于 冲压时受 到拉应 力最
大 的部 位 。
激光拼焊在国内外汽车厂的应用
２世纪９年代 ，欧洲 、北美 、 日 各大汽车生 产厂开始在车身制造中大 ０ ０ 本 规模 使用激光拼焊板技术 ，近年该项技术在全球新 型钢 制车 身设计和制造上
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。
车身覆盖件激光拼焊板的冲压成形
车身覆盖件激光拼焊板的冲压成形来源：作者：发布时间：2008-09-25传统工艺中汽车车身零件有两种成形方法：分离成形和整体成形。
分离成形方法是将大型零件分成小型单个件分别成形，然后焊接成部件，其优点是可以根据各部位的要求选择不同材质、不同厚度的材料；缺点是需要更多的工装模具和设备的投入，制造成本较高，同时焊接总成的配合精度和整车质量也有所下降。
整体成形法是用整体板料直接成形大型零件。
主要的优点是工装模具和设备的投入大大减少，制造成本相对较低，产品质量得到了提高；缺点是必须对零件所有部位采用相同材质和相同厚度的材料，难以很好的实现结构优化的需要。
激光拼焊板技术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，是通过高能量的激光将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板再冲压生产，以满足零部件不同部位对材料不同性能的要求。
拼焊板工艺的出现解决了由传统单一厚度材料所不能满足的超宽板及零件不同部位具有不同工艺性能要求的工艺问题。
图1为分别成形、整体成形和激光拼焊成形生产轿车侧围外板的示意图。
图1 轿车侧围外板成形方法比较激光拼焊板的优势采用激光拼焊板有着巨大的优势，可以给汽车制造业带来显著的经济效益，主要体现在：使整车零件数量大大减少，简化了点焊工艺，提高了车身尺寸精度减少了质量问题，材料厚度的可变性保证了对重要位置的强化等方面。
图2所示为东风中型车驾驶室整体顶盖采用激光拼焊板成功进行生产的实例，图3所示为东风重型车分离成形后焊接的顶盖总成示意图。
拼焊整体冲压比分件冲压取得了明显的经济效益：模具投资由原先的490万元减少到360万元；减少了设备占用面积和操作人员数量；零件重量由于搭接面的减少而降低了0.55kg，材料利用率达到了相对最高的76.8%，材料消耗减少了5.33kg/辆。
图2 中型车一排半驾驶室整体顶盖图3 重型车标车前后顶总成激光拼焊板的冲压成形工艺性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。
激光焊接工艺
激光焊接工艺
什么是激光焊接？
激光焊接是利用高能量密度的激光束将工件焊接在一起的方法。
它通常被用于焊接金属材料，比如不锈钢、铝和铜等。
相比于传统
的焊接方法，激光焊接具有更快的速度和更高的精度。
激光焊接的优势
1. 高速度：激光焊接可以通过高速移动的激光束来快速焊接工件。
2. 高精度：激光焊接能够焊接非常小的部件，并在焊接中保持
高精度。
3. 不留痕迹：激光焊接不需要任何填充材料，因此在焊接后留
下的痕迹很小，不需要额外的修复。
4. 无需接触：激光焊接不需要接触工件，因此与其他焊接方法相比，它非常适合用于对工件进行处理和修复。
激光焊接的应用
1. 汽车工业：激光焊接被广泛应用于汽车零部件的制造中。
2. 电子工业：激光焊接能够焊接非常小的部件，因此在电子工业中有非常广泛的应用。
3. 航空航天工业：激光焊接在制造航空航天部件中应用广泛。
总之，激光焊接作为一种先进的工艺，具有很多优势，并且在许多领域有广泛的应用。
随着技术的进步，激光焊接将会变得更加精密和高效。
激光拼焊技术介绍【全面解析】
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。
4.5激光拼焊板技术介绍
应商。 2002年10月25日，中国第一条激光拼焊板专业化生产线正式投入
运行，武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊有限公司引进蒂森克虏伯公司生产的 8kwCo2 连续激光焊接生产线，并采用该公司的全套专有技术和质量控制
体系进行生产。
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所谓激光拼焊板技术， 是指采用激光焊接工艺， 把不同厚度、不同材质、
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4. 作业思考题
（1）简要说明什么是激光拼焊板技术，它的起源、发展和 应用的背景是什么？
（2）查阅相关资料，了解激光拼焊板技术在我国汽车行业
的应用现状。
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图2 激光拼焊板在轿车车身上的应用示意图
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图3 激光拼焊板在长安轿车CS75车身上的应用实例
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图4 激光拼焊板在吉利博瑞轿车GC9车身上的应用实例
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3. 小结
本次课介绍了激光拼焊板的概念和产品特点，以及该技 术在汽车制造行业的发展和应用，特别是对汽车减重降耗的 重大意义。
激光拼焊板技术介绍
课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院
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1. 教学目标
• 了解我国激光拼焊板技术的发展和在汽车行业的应用， 与传统汽车制造工艺相比，采用激光拼焊板对降低车辆自
重，简化生产流程的重要意义。
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2. 激光拼焊板技术介绍 2.1 激光拼焊板技术的概念
激光拼焊板技术是汽车车身设计制造中出现的一个崭新的概念。1985 年，德国蒂森克虏伯钢铁公司建立了第一套激光焊接板材定制系统，开始
用于生产奥迪汽车底板，采用激光拼焊板对于汽车的轻量化、减少模具种
类和数量等成效显著。现在几乎所有的著名汽车制造商都已在汽车生产中 大量使用激光拼焊板，并且已经出现了为汽车制造商提供激光拼焊板的供
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SOUKA® 缝隙 碾压对合装置
SOUVIS® 2 焊 缝上下几何外形 检测摄像头
SOUVIS® 3 局部 缺陷探测摄像头
Soudronic拼焊机质量监控系统
SOUVIS 2000 在线不 间断质量监控系统
监控功能:
SOUVIS® 1 摄像头
SOUVIS® 2 摄像头
缝隙实际位置
缝隙余留间隙
基板对齐情况
门内板
B柱(14%)
门内板
增加安全性（降低车身重量）
激光拼焊板可以提高： 强度 疲劳 吸能 防腐
减少零件的数量（通过材料的合理选择降低采购成本）
纵梁
中立柱
减少汽车厂的成本和设备投入
成型性能更加稳定（反弹） 功能集成、工序减化 落料、冲压、总装设备投入减少(内部物流） 利于汽车回收
（4）满足汽车对宽幅板的要求
（5）提高生产效率
二、激光拼焊板的特点
所以激光拼焊板能够很好的解决以下问题： 减重 增加安全性 减少零件的数量 减少汽车厂的生产流程 减少汽车厂的成本和设备投入 度身定作
减重（降低油耗、提高车速）
在相同强度的情况下，激光拼焊板可以很好的减轻重量。
1.2kg of weight saving (33%)
保持很好的接触，直线度约为厚度的5%； 剪切断面形状； 剪切质量高且焊接面必须保持清洁； 板形；
产品规格
Soudronic拼焊机质量监控系统 SOULAS® 核心技术优势
焊接穿梭装置
SOUVIS® 1 缝隙跟踪与 激光光束导 向摄像头
一体式焊接工 激光聚焦头 艺控制装置
精密夹紧与磁性定位装置
激光拼焊板在车身上的应用
中立柱 B柱连接件
行李箱加强板 行李箱内板
减震器支座
轮罩 横梁
保险杠 前纵梁
前地板
后轮罩 侧围内板 门内板
激光拼焊板 “前纵梁"
传统设计/ 部件较多
“激光拼焊”只有一件
重量
三条激光焊缝
零件
激光焊接
强度
Source: VW
交叉重叠
激光拼焊的应用
VW Golf (A4), 前纵梁
激光拼焊板工艺介绍
一、激光拼焊板的运用
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。
拼焊板的出现为汽车设计者提供了很大的选择 空间，与传统的汽车设计相比较，拼焊板具有 以下特点：
（1）不同材料的任意组合 （2）零件组合一体成型 （3）提高结构的可靠性
度身定作
超宽板 材质选择 厚度选择 镀层选择 材料的合理组合利用
三、激光拼焊板的具体应用
激光拼焊板得到了广泛的应用
•第一个集中批量使用激光拼焊板的是－－丰田； •在欧洲 如：大众的GOLF4应用了19块激光拼焊板；
Renault Laguna 2，激光拼焊板重量达100Kg； 目前世界有300余条激光拼焊线。
激光光束引导
基板下部参差 上/下表面焊缝凹进
SOUVIS® 3 摄像头
上/下表面凸出
上/下焊缝表面‘圆角’
焊缝下部宽度 (激光穿透是否不足)
局部焊接缺陷 跳焊 虚焊 孔隙 基板对齐情况
焊缝质量适用的焊缝质量标准：ISO13919-1国际标
准、大众标准、通用标准
谢谢！中间一条焊缝背门一条焊缝厚材料 薄材料
重量
零件
强度
交叉重叠
前门内板
Jaguar X400 门内板
DC05 1.5 mm
DC05 0.75 mm
1824
1655
轮罩
前地板
激光拼焊用于大零件
两条焊缝
薄材料
重量
零件
强度
薄材料
厚材料
交叉重叠
侧围
四、焊接质量保证
1、材料准备 2、检验焊接缺陷
1、材料准备 为保证焊缝质量，对材料焊接边有严格的要求：