这个文章主要是讲解关于汽车车身制造中的8种主要激光焊接工艺和轿车车身焊装工艺顺序的知识，希望能帮助到各位网友。
王宇1、舒乐石1、耿绍宁1、李斌1,2、王春明3、蒋平1
1华中科技大学机械工程系制造装备数字化国家工程研究中心
2武汉新爱思智能科技有限公司
3华中科技大学材料科学与工程系
介绍
车身作为汽车其他零部件的载体，其制造技术直接决定了汽车的整体制造质量。在汽车车身制造过程中，焊接是重要的生产工序。目前用于汽车车身焊接的焊接技术主要有电阻点焊、电弧焊、电弧焊、激光焊等。
激光焊接技术是一种集光机电一体化的先进焊接技术，与现有的汽车车身焊接技术相比，具有能量密度高、焊接速度快、焊接应力和变形小、柔性优良等优点。
汽车车身结构复杂，车身零件主要是薄壁件和曲面件。汽车车身焊接面临着车身材料变化、车身零件厚度变化、焊接轨迹和接头形式多样化等挑战。此外，汽车车身焊接对焊接质量和焊接效率也有很高的要求。
基于合适的焊接工艺参数，激光焊接在焊接车身主要部件时可以保证较高的疲劳强度和冲击韧性，保证了车身焊接的质量和使用寿命。激光焊接技术可应用于焊接不同接头形状、厚度、材料类型的汽车车身零部件，满足汽车车身制造的灵活性要求。因此，激光焊接技术是实现汽车产业高质量发展的重要技术手段。
汽车车身激光焊接工艺
汽车车身激光深熔焊接工艺
激光深熔焊工艺的原理如下。当激光功率密度达到一定水平时，材料表面蒸发并形成小孔。当孔内的金属蒸气压与周围液体的静压和表面张力处于动态平衡时，激光可以通过小孔照射到孔的底部，并根据孔的运动形成连续的焊缝。激光束。激光深熔焊接工艺可以将工件自身的材料焊接在一起，而无需添加辅助焊剂或填料。
图1激光深熔焊工艺示意图
激光深熔焊获得的焊缝通常光滑笔直，变形很小，这有助于提高汽车车身的制造精度。焊缝抗拉强度高，保证了汽车车身的焊接质量。焊接速度快，有利于提高焊接生产效率。
在汽车车身焊接过程中采用激光深熔焊技术，可以显着减少零件、模具和焊接工装的数量，从而降低车身重量和生产成本。但激光深熔焊工艺对待焊零件的装配间隙公差较差，因此装配间隙必须在0.052mm之间调整，如果装配间隙过大，会出现气孔等焊接缺陷。
目前的研究表明，在将同一种材料焊接到汽车车身上时，通过优化激光深熔焊的工艺参数，可以获得表面成型好、内部缺陷少、力学性能优良的焊缝。优良的焊接力学性能可以满足汽车车身焊接件的要求。然而，在汽车车身焊接中，以铝合金钢为代表的异种金属激光深熔焊工艺尚未成熟，虽然通过添加过渡层可以获得性能优良的焊接，但不同过渡层材料对IMC的影响不同层焊的机理及其对显微组织的影响尚不清楚，需要进一步深入研究。
汽车车身激光填丝焊接工艺
激光填丝焊接工艺原理如下在激光焊接过程中，将特定的焊丝预先填充到焊缝中或同时供给焊丝以形成焊接接头。这相当于在激光深熔焊接过程中将近似均匀的焊丝材料引入焊池中。激光填丝焊接工艺示意图如图2所示。
图2激光填丝焊接工艺示意图
与激光深熔焊相比，激光填丝焊用于汽车车身焊接有两大优势。首先，它可以大大提高汽车车身待焊件之间的装配间隙公差，解决激光深度焊接坡口间隙要求过大的题。其次，通过使用不同成分的焊丝，可以通过改善焊接区域的组织分布来调节焊接性能。
在汽车车身制造过程中，激光填丝焊工艺主要用于车身铝合金和钢件的焊接。尤其是汽车车身铝合金件焊接过程中，熔池表面张力较小，熔池很容易塌陷。激光填丝焊接工艺可以通过熔池更好地解决熔池塌陷题。激光焊接过程中的焊丝。
汽车车身激光钎焊工艺
激光钎焊工艺的原理是利用激光作为热源，将激光束聚焦照射在焊丝表面，使焊丝熔化，然后熔化的焊丝落入待焊工件之间并填充他们。焊料和工件之间发生熔化和扩散。冶金效应会导致工件接合。与激光填丝焊接工艺不同，激光钎焊工艺仅熔化焊丝，不会熔化待焊工件。激光钎焊具有优异的焊缝稳定性，但所得焊缝的抗拉强度较低。图3显示了激光钎焊工艺在汽车行李箱盖焊接中的应用。
图3激光钎焊在汽车上的应用a车辆后盖激光焊接b激光钎焊原理图
在车身焊接工艺中，激光钎焊工艺主要用于对接头强度要求不高的车身零部件的焊接，如车身顶盖、侧板的焊接，以及顶部和底部的焊接。激光钎焊技术已应用于大众、奥迪等中高端车型的行李箱盖、顶盖上。
汽车车身激光钎焊中存在的主要缺陷包括咬边、气孔和焊缝变形。通过控制工艺变量并使用多焦点激光钎焊工艺，可以显着抑制缺陷的发生。
汽车车身激光电弧复合焊接工艺
激光-电弧复合焊接工艺的原理是利用激光和电弧两种热源同时作用于待焊工件表面，使工件熔化和凝固而形成的焊缝。图4是激光-电弧复合焊接工艺示意图。
图4激光-电弧复合焊工艺示意图
激光-电弧复合焊结合了激光焊和电弧焊的优点。首先，在双热源作用下，焊接速度提高，热输入减少，焊接变形小，保持了激光焊接的特点。二是具有较好的桥接能力和较大的装配间隙公差，三是熔池凝固速度慢，有利于消除气孔、裂纹等焊接缺陷，改善热影响组织和性能。第四，通过电弧的作用，可以焊接高反射率和导热率的材料，应用材料的范围更广。
激光-电弧复合焊接方法主要在汽车车身制造过程中焊接车身铝合金件和铝合金钢异种金属，针对的是装配间隔较大的焊接件，如汽车零部件的焊接。这是因为门组件有利于激光电弧复合焊接的桥接性能。此外，奥迪车身侧顶梁采用了激光-MIG电弧复合焊接技术。
在汽车车身焊接过程中，激光-电弧复合焊接相比单激光焊接具有间隙公差更大的优势，但激光-电弧复合焊接需要综合考虑激光与电弧的相对位置、激光焊接参数、电弧、等等。参数和其他因素。激光电弧焊接过程中的传热传质行为十分复杂，特别是异种材料焊接中的能量控制以及IMC厚度和结构控制的机制尚不清楚，需要进一步研究。
其他汽车车身激光焊接工艺
激光深熔焊、激光填丝焊、激光钎焊、激光电弧复合焊等焊接工艺已经具有相对成熟的理论和广泛的实际应用。随着汽车制造业对车身焊接效率要求的不断提高以及轻量化汽车制造对异种材料焊接需求的不断增长，激光点焊、激光摇摆焊、多激光束焊接和激光飞行焊等工艺受到关注。已收到。
激光点焊工艺
激光点焊是一种先进的激光焊接技术，具有焊接速度快、焊接精度高等突出优点。激光点焊的基本原理是将激光束聚焦在待焊零件的特定点上，瞬间熔化该点的金属，通过调节激光密度，可以达到热传导焊或深熔焊的效果。实现了。当激光束停止工作时，液态金属回流并凝固形成接头。
激光点焊主要有两种类型脉冲激光点焊和连续激光点焊。脉冲激光点焊中，激光束峰值能量高，但作用时间短，一般用于焊接镁合金、铝合金等轻金属。连续激光点焊的激光束平均功率高，激光工作时间长，主要用于钢材焊接。
在汽车车身焊接方面，与电阻点焊相比，激光点焊具有非接触、点焊轨迹独立设计的优势，可以满足汽车车身材料不同搭接间隔的高质量焊接需求。
激光摆动焊接工艺
激光摆动焊接是近年来提出并受到广泛关注的一种新型激光焊接技术。该技术的实现原理是，通过在激光焊接头中集成检流计组，使激光束在小范围内快速有序振荡，可以达到激光焊接时一边前进一边搅动光束的效果。
激光摆动焊接时的主要摆动轨迹有水平摆动、垂直摆动、圆周摆动、无限摆动等。激光摆动焊接工艺在汽车车身焊接中具有显着的优势，熔池的流动状态在激光束摆动的作用下发生显着变化，因此该工艺可以消除非熔合缺陷，实现晶粒细化和气孔抑制。还改善了异种材料与汽车车身焊接时异种材料混合不充分、焊接力学性能差等题。
多束激光焊接工艺
目前，光纤激光器可以使用安装在焊接头上的分光器模块将单个激光束分成多个激光束。多激光束焊接相当于在焊接过程中施加多个热源，通过调整光束的能量分布，不同的光束可以实现不同的功能。穿透焊较高能量密度的光束可以用较低分束的光束清洁和预热材料表面，并增加材料对激光束能量的吸收。
镀锌高强钢广泛应用于汽车车身，多激光束焊接工艺可以改善镀锌钢板焊接过程中锌蒸气的蒸发行为和熔池的动态行为，从而改善飞溅题。增加焊缝的抗拉强度。
激光飞行焊接工艺
激光飞行焊接技术是一种新型激光焊接技术，焊接效率高，焊接轨迹独立设计。激光飞行焊接的基本原理是，当激光束入射到扫描镜的X、Y镜上时，通过独立编程控制镜面角度，实现激光束任意角度的偏转。
传统的汽车车身激光焊接主要依靠焊接机器人驱动激光焊头同步运动来实现焊接效果。然而，汽车车身焊缝数量多、焊接长度长，焊接机器人的重复往复运动严重了汽车车身的焊接效率。相比之下，激光飞行焊接只需调整反射镜的角度即可实现一定范围内的焊接。因此，激光飞行焊接技术可以大大提高焊接效率，具有广泛的应用可能性。
总结与展望
随着汽车工业的发展，未来的车身焊接技术无论是焊接技术还是智能化技术都将不断进步。
汽车车身特别是新能源汽车车身正在向轻量化方向发展。轻合金、复合材料和异种材料将在汽车车身上得到更广泛的应用，而传统的激光焊接工艺很难满足焊接要求，因此高质量、高效的焊接工艺将成为未来的发展趋势。
近年来，激光摇摆焊、多激光束焊、激光飞行焊等激光焊接新工艺在焊接质量和焊接效率方面都得到了初步的理论研究和工艺探索。未来需要将新型激光焊接工艺与汽车车身材料轻量化、异种材料焊接等场景紧密结合，深入研究激光束摆动轨迹设计、多激光束能量作用机理，改进航班。探索轻量化汽车车身焊接工艺的焊接效率和成熟解决方案。
汽车车身激光焊接技术与智能技术紧密结合，汽车车身激光焊接状态的实时识别和工艺参数的反馈控制对焊接质量起着决定性作用。目前，激光焊接智能技术主要用于焊前轨迹规划与跟踪以及焊后质量检测。国内外对焊接缺陷检测和参数自适应控制的研究还处于早期阶段，激光焊接工艺参数自适应控制技术尚未应用于汽车车身制造。
因此，考虑激光焊接技术在汽车车身焊接过程中的应用特点，必须开发激光焊接智能识别系统和以先进多传感器为核心的高速、高精度焊接机器人控制系统。面向未来，确保激光焊接智能技术各方面的成功，通过打开“焊前轨迹规划-焊中参数自适应控制和焊后质量在线检测”链接，实时、准确、有保证。加工质量高、效率高。
本文摘自《中国激光》——《汽车车身激光焊接技术现状及发展趋势》文章
汽车车架的生产流程是怎样的？汽车骨架生产流程通常包括以下主要步骤
1设计和工程在生产开始之前，汽车制造商进行车身设计和工程，包括确定车身结构、尺寸和外观。
2材料准备生产车身所需的材料一般有钢板、铝合金、塑料等。这些材料在用于车身制造之前，必须经过切割、成型和加工。
3冲压冲压是通过模具对金属板材进行冲击成形的过程。在汽车车身生产中，常采用冲压来制造汽车车身的外壳和结构件。
4焊接焊接是通过焊接工艺将车身各部件和结构件连接在一起的过程。常见的焊接方法有点焊、激光焊、电弧焊等。
5涂装涂装是指将底漆、面漆、清漆等油漆涂敷到车身表面，以保护车身并提供外部效果。涂装过程通常包括喷涂、干燥和抛光等步骤。
6、质量检验车身生产完成后，进行质量检验，确保车身符合设计和制造标准。这包括检查车身的尺寸、外观和结构等方面。
以上是汽车车架的一般生产流程，根据汽车品牌和型号的不同，可能会略有不同。此外，现代汽车制造业不断引进新技术、新工艺，提高生产效率和质量。
什么是汽车车身焊接工程？汽车焊接中常用的有点焊、凸焊、CO2焊、铜焊和螺柱焊。点焊是最常用的，通常与点焊机、集成点焊机、中频、自动机器人焊接、激光焊接等联系在一起。负责骨架焊接、装配工艺流程、计划布置创建和焊接工艺文件编制，合理选用焊接技术和设备，制定和制定满足产品技术要求的具体焊接工艺，焊接设备的技术讨论和选型、建议。负责。负责工装设备生产的技术要求，负责工装设备的技术验收，负责技术支持、技术服务和生产焊接质量跟踪，配合相关部门，参与焊接工装报价，并对焊接生产人员进行现场指导。提供培训和指导对生产过程中遇到和报告的质量和工艺题及时分析和总结，不断改进和改进焊接工艺。焊接工装和设备维护
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