激光焊接技术在汽车制造中的应用

( 1) 能量密度高、适合于高速焊接。 
( 2) 焊接时间短、材料本身的热变形及热影响区小，尤其适合高熔点、高硬度加工。 
( 3) 无电极、工具等的磨损消耗。 
( 4) 对环境无污染。 
( 5) 可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 
( 6) 很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 
( 7) 很容易搭载到机器人装置上。
激光复合焊接技术具有显著的优点。对于激光复合焊接，优点主要体现在： 无烧穿时焊缝背面下垂的现象，适用范围更广；对于激光- MIG 焊接，优点主要体现在：较高的焊接速度、熔焊深度大、产生的焊接热少、焊缝的强度高、焊缝宽度小及焊缝凸出小，从而使得整个系统的生产过程稳定性好，设备可用性好及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、生产效率高。
四、激光- 电弧复合热源焊接的主要形式
1. 激光- TIG 复合焊接
激光与TIG 复合焊接的特点是：
( 1) 利用电弧增强激光作用，可用小功率激光器代替大功率激光器焊接金属材料。 
( 2) 在焊接薄件时可高速焊接。 
( 3) 可增加熔深，改善焊缝成形，获得优质焊接接头。 
( 4) 可以缓和母材端面接口精度要求。
例如，当CO2 激光功率为0. 8kW，TIG 电弧的电流为90A ，焊接速度2m/ min 时，可相当5kW 的CO2 激光焊机的焊接能力，5kW 的CO2 激光束与300A 的TIG 电弧复合，焊接速度0. 5 ～5m/ min 时，获得的熔深是单独使用5kW 的CO2 激光束焊接时的1. 3 ～1. 6 倍。
2. 激光- 等离子弧复合焊接
激光等离子复合焊接采用如图3 所示的同轴方式。等离子弧由环状电极产生，激光束从等离子弧的中间穿过，等离子弧主要有两个功能：一方面为激光焊接提供额外的能量，提高焊接速度，进而提高整个焊接过程的效率；另一方面等离子弧环绕在激光周围，可以产生热处理的效果，延长冷却时间，也就减少了硬化和残余应力的敏感性，改善了焊缝的微观组织性能。
3. 激光- MIG 复合焊接
激光- MIG 复合焊的基本原理如图4 所示。除了电弧向焊接区输入能量外，激光也向焊缝金属输入热量。激光复合焊技术并不是两种焊接方法依次作用，而是两种焊接方法同时作用于焊接区。激光和电弧在不同程度和形式上影响复合焊接的性能。在激光- MIG 复合焊接时，挥发不仅发生在工件的表面，同时也发生在填充焊丝上，使得更多的金属挥发，从而使激光的能量传输更加容易。
MIG 焊的特点在于电源成本低，焊缝桥联性好，电弧稳定性好，易于通过填充金属改善焊缝结构。而激光束焊的特点在于熔深大，焊接速度高，热输入低，焊缝窄，但焊接更厚的材料需要更大功率的焊接激光器。同时激光复合焊接的熔池比MIG 焊的要小，工件变形小，大大减少了焊后纠正焊接变形的工作。激光- MIG 复合焊接，会产生两个独立的熔池，而后面的电弧输入的热量同时起到了焊后回火处理的作用，降低焊缝硬度( 尤其是焊钢) 。由于激光复合焊接的焊接速度非常高，因此可以降低生产时间和生产成本。
4. 双激光束焊接技术
在激光焊接过程中，由于激光功率密度大，使得焊接母材被迅速加热熔化、气化，生成高温金属蒸气。在高功率密度激光的继续作用下，很容易生成等离子体云，不仅减小工件对激光的吸收，而且使焊接过程不稳定。如果在较大的深熔小孔形成后，减小继续照射的激光功率密度，而已经形成的较大深熔小孔对激光的吸收较多，结果激光对金属蒸气的作用减小，等离子体云就能减小或消失。