发表于 2007-01-20 11:32 IP属地：未知
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论激光焊接
论激光焊接
该文章是我的原创，先发在《汽车之家》，现转到XCar上。
在汽车制造工艺里，焊接是汽车装配流水线上一道不可缺少的工序。通常来讲，车身焊接主要有电阻焊、电弧焊、二氧化碳气体保护焊等方式。近年来，激光焊接技术也逐步走入汽车制造业，那它有什么优缺点呢？是象大众讲的那么完美吗？
衡量一条焊缝性能的指标，一般为化学成分、力学性能（包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和V型缺口冲击试验，和焊缝、溶合线、热影响区的显微硬度，疲劳强度不作为常规检测项目），及金相组织（包括晶粒度）。在此顺便提一下，所有金属的结合（包括各种焊接）都是以金属键的方式，什么是金属键麻烦去翻一下《金属学》的书，不要再拿高分子材料（如塑料）的什么分子结合呀纳米结合呀这类外行话出来吓唬人，拜托！
对于电弧焊、二氧化碳气体保护焊来说，由于可以选择比母材高一个等级的焊接材料（有众多的焊条厂在研究）因此焊缝的性能多数能超过母材，真正的薄弱环节是母材上靠近溶合线的热影响区，对低强度钢来说容易产生粗大的魏氏组织铁素体，对高强度钢来说容易产生贝氏组织或马氏体组织，当然这些可以通过采用好的焊接工艺、焊前预热、焊后热处理来改善甚至消除。又由于有焊材填充，焊缝很容易焊到比母材高，即有一定的加强高。但在焊缝强度计算时，还会乘以一个焊缝系数，如双面焊为0.9，单面焊为0.6，通俗一点说就是把1毫米钢板当0.9毫米或0.6毫米用，因此电弧焊、二氧化碳气体保护焊是比较成熟可靠的。特别适合焊中厚板，这正好是电阻焊和激光焊接无法做到的。汽车的主要受力件，正是中厚板，看看集装箱卡车是用什么乱七八糟的焊接方法焊接的，Volvo说你呢，敢和集装箱卡车撞一下吗？
而对于太薄的钢板，由于容易焊穿，过去多用电阻焊和铆接（不要因为铆接用了几千年就认为落后，大家都坐过波音客机吧，不要告诉我波音客机的外壳强度要求比汽车低，看到外壳密密麻麻的铆钉了吗？也不要告诉我说波音公司没有大众公司有钱买不起激光焊接机。同理，电阻焊和激光焊接各有特点）。
由于电阻焊的焊接接头要把两张薄板叠在一起会出现15mm的叠层，既影响了美观也增加了汽车的重量。而激光焊接的出现，很好的解决了薄板对接焊缝的焊接难题，那么激光焊接有什么特点？其性能能代替传统焊接吗？答案是否定的。
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，所以热影响区很小。其焊缝的化学成分因高温蒸发而与母材稍有不同，因此焊缝的性能与母材接近（对低强度钢来说，强度增高，但塑性降低。对高强度钢来说更容易产生贝氏组织甚至马氏体组织，当然这些也可以通过焊后热处理来改善甚至消除）。另外由于两张钢板对接总会存在间隙和错边，由于没有焊材填充，加上材料的热蒸发，会导致焊缝比母材底，既凹陷缺陷，焊缝比母材薄的结果，会导致该处应力集中。当然，反正只是拿来焊非主要受力件的蒙皮，这些缺陷也就不算什么缺陷了。
同样的焊接面积，激光焊接的焊接强度肯定比电阻焊要有明显的提高，可问题是电阻焊都是把两张薄板叠在一起焊接，只要叠层宽度足够、焊点足够多，别说用焊接，就是用铆接也可以达到超过激光焊接的强度。激光焊接的真正优点，在于薄板的对接焊，而电阻焊和铆接更本无法实现这种连接方式，给汽车设计提供了一种新手段，因而简化了设计的结构，一定会逐步普及。
另外，真正被美国禁止扩散到中国的焊接技术和设备叫EB WELD，我不知中文该怎么说，就是在一个高真空的腔体里进行的特殊焊接，在飞机制造、导弹制造等领域被广泛使用，不知在民品领域是否有人可以提供服务，烦知情者告知，多谢！
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