激光焊接工藝在汽車領域的應用

——推進整車輕量化進程，盡顯激光技術的安全分寸

講師首先指出本次的分享主題“推進整車輕量化進程，盡顯激光技術的安全分寸”的意義不只是簡單的減重，而是在保證汽車安全性和品質的前提下，將更多的新材料新結構和新工藝用在汽車的功能件上，不僅使性能更加優異，同時使重量更輕，對于焊接工藝要具備可靠性和安全性。

課程大綱

• IPG公司簡介及產品線介紹

• 汽車輕量化進程及應用趨勢
• IPG光纖激光在汽車白車身上的應用
• IPG光纖激光在汽車零部件上的應用
• 總結與展望

課程回顧

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公司簡介和產品線介紹

進入正題講師首先對IPG公司做了簡單的介紹，公司總部在美國，研發中心分布在美國、德國、德國、意大利和俄羅斯4個國家，全球近5000名員工，全球有10個實驗室，其中中國有4家。

以上是IPG產品線的圖譜，目前的產品線有飛秒、皮秒、納秒，綠光、紫外，還有主打在汽車領域的qcw、cw連續的激光器。在整個產品線上可以提供大于510種不同的光纖激光器，這510種不同的光纖激光器可以用于不同的未加工和宏觀加工的需求，客戶可以按照自己的需求進行進行采購。

以上是IPG的實驗室分布，實驗室分布在北京、上海、深圳、武漢4地。

激光行業在中國是一個蓬勃向上發展的一個行業，這其中95%激光相關的業務都是在材料加工領域，而汽車領域又是在材料加工領域中間占最大份額。

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汽車輕量化進程及應用趨勢

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IPG光纖激光在汽車白車身上的應用

這是某個車型高強度的鋼管和框架結構的焊機。

這也是高強度鋼，這里的DP800和DP1000，是鐵素體加馬氏體的一個雙相鋼，甚至還用到了熱成型鋼，是車體的一個側圍，主要是用34道遠程激光焊接來實現，用激光焊做高強鋼的焊接能使它的性能得到很好的保證。

這個案例還是高強度鋼，也是屬于側圍的焊接，主要是有79道遠程焊的c型焊縫組成，右邊是焊接的一個現場照片。

這是IPG做的一個領域車門的激光焊接，其實它的優勢是蠻明顯的，他的熱量很集中，所以可以用小的熱輸入進行焊接。

這是一個整體性的案例，現在鋁合金的案例比較多的就是鋁合金的拼焊板，比如有些會選擇異厚度的鋁合金進行拼焊，還有車頂和側圍的焊接，還有后行李蓋的焊接。

這是填絲焊的例子，它是一個鋁合金的行李蓋，由于他焊接的表面要求是AA制等級表面，所以要求也比較高，右下角這個激光填絲焊的表面非常光滑，完全達到標準，等級的要求就取消了。

這也是一個鋁合金的激光焊，是邊緣焊接的形式，這個邊緣焊接的形式可以極大程度的實現減重，而且這個焊后的變形也非常小，可以完全取代之前的電阻點焊的工藝。

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IPG光纖激光在汽車零部件上的應用

過去的零部件很多都是用二氧化碳激光做的，現在固體的激光器去取代二氧化碳，這是零部件焊接的一個趨勢，特別是對于北美市場很多新的燃油傳動裝置開始慢慢進入市場，他會考慮用一些新的更經濟更可靠的方法去體取代原有的設備。這里面IPG就通過大量的驗證最終得出他們采用光纖激光器去取代二氧化碳不但可以得到非?？煽康暮附淤|量，而且取消了氦氣保護的步驟，極大的節省了成本。

這些部件看起來似乎比較簡單，因為不是鋁或者鎂或者復合材料等等比較新型的材料，但其實在傳動系統的材料更新換代里面也是不斷在升級的，越來越多的高合金元素，甚至滲碳或者滲碳氮部件用于這些零部件中，所以說焊接的時候，裂紋的敏感性還是非常高的，這里IPG針對這些裂紋的敏感性比較高的部件也有自己相應的一些技術，比如光纖配置，還有在焊接擺動頭方面，都會采取綜合的比較好的配置。

在汽車座椅上也是一個重要的應用，座椅在汽車的安全等級里面是十級，它對焊縫的可靠性，還有公益的棒性的要求，都是非常高。

這里講師再次將話題切換到白車身，主要是想說說新能源車的話題，新能源車使用電池驅動，對于這個車輛的重量會比傳統的汽車會更加敏感，而且對于一些新材料的應用會更加大刀闊斧，在國產新能源車的全鋁車身里，都是用的IPG的激光器做的全鋁車身的焊接。

除車身外非常重要的還有電池，在電池這方面IPG做的也是比較成熟的，都是用它設備相應的款型去推薦。硬包電池，它的防爆閥、極柱、軟連接，殼體封口，注液孔，模組，都有相應的推薦配置。

硬包電池的標準相對來說已經比較成熟了，軟包電池這塊大家還在摸索之中，相應的標準也沒有特別的出臺，IPG在北美也成立了專門的研發實驗室，差不多在今年的第三季度可以拿到相應的測試和標準，這樣的話可以可以更好的服務于國內電池客戶。

IPG去年收購了一家加拿大的公司叫LGD，它翻譯出來就是焊縫的熔深動態檢測，這臺設備可以和IPG的激光器和焊接頭很好的結合在一起，可以實現焊前對接面的間隙焊接工件的高度、焊接過程中熔深的實地測量、焊后表面質量等等幾個方面綜合的測量，實際測量的熔深和在線的熔深有很好的一致性。

而且還可以實時的提取到這個小孔的行碼，即右邊黑色小孔的形貌圖，這樣就可以很更好的監測實際的激光焊接的質量，確保安全性。

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IPG總結與展望

—End—

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