单位 武汉华工激光工程有限责任公司

地址 武汉东湖新技术开发区华中科技大学科技园激光产业园

摘要

通过对国内外专业期刊论文、国内外主要汽车制造商专利、行业分析报告等资料的解读，分析目前国际汽车制造工业应用激光加工技术的现状、发展趋势、区域差异等，由此提出我国从事汽车制造与激光技术的企业与团队在未来3-5年内，更应重视激光基础工艺开发，将先进的制造技术与现代智能制造思想结合发展。

1．引言

我国汽车工业高速发展，连续5 年产销量世界第一，由于激光焊接、切割的应用可带来汽车产品品质和产能的革命性提升，已是汽车制造技术发展的重要方向和重大需求。国家一系列重大科技计划将其列为重点突破的创新课题。在 20 世纪初，出现了激光技术，激光不仅有普通光的特性，还具有单色性、方向性和光强大等特性，这些本质特性也决定了激光技术将作为一种新的特种加工技术，广泛应用于加工行业中。

在 20 世纪中期，出现了第一台激光器，它是由美国休斯公司的梅曼(T.Mainlnan)发明的，这一发明打开了激光加工的序幕，从此在车辆制造、电子产业、航空航天、船舶产业及机械制造等重要部门产业激光加工作为先进的加工制造技术得到了逐步应用，并逐渐形成了几十种应用工艺，如激光焊接、激光切割、激光打孔、激光标记及表面热处理等，在缩短产品周期、提高劳动生产率、提高生产自动化水平及产品的绿色化程度等方面激光加工也起到了愈来愈重要的作用。随着激光焊接技术发展的突飞猛进，70年代前主要研究是脉冲激光焊，随后是连续激光焊，再到高功率CO2激光焊。到了80年代，YAG 激光器得到了广泛的应用，随之又出现半导体激光器，它可搭载于机器人上进行焊接，但是其光束质量不好。90 年代，诞生一新类型的激光器，它是用半导体激光器来做传统激光器的泵浦源，但是泵浦源成本高。进入 21 世纪，德国人发明了光纤激光器。在这个过程中激光焊接技术的发展不仅是在激光器，受激物质的范围也越来越广泛。

2．传统激光加工技术（激光焊接、激光切割）在各个地区汽车工业应用与发展呈现不平衡状态

2.1以德美为代表的欧美汽车制造企业基本实现了传统激光加工应用的普及

欧洲汽车工业以德国作为最典型代表，在上个世纪90年代开始就致力于应用最新技术，其中激光加工技术的大规模应用就是其中最为成功的案例。

汽车工业中的在线激光焊接大量用在白车身冲压零件的装配和连接上。主要

应用包括车顶盖激光焊、行李箱盖激光钎焊及车架激光焊接。早期的车身激光焊

接应用主要是车顶盖搭接焊，目的是为减噪和适应新的更安全的车身结构设计。严格地讲，早期车顶焊还属于车身结构件激光焊接，即激光焊缝不能露在车身外表面。但随着车身件制造及装配精度的提高以及用于车身表面覆盖件连接的激光钎焊技术的出现，车顶盖激光焊接逐渐被激光钎焊所取代，车顶激光钎焊也成为可直接在车身表面实施连接的新技术。主要应用包括车顶盖激光焊、行李箱盖激光钎焊及车架激光焊接。美国、德国最早将高功率Nd：YAG固体激光器用于汽车钣金件的切割和齿轮的焊接，使汽车改型的周期从5年缩短到2年。在车身装配生产线上，五轴激光加工机或光纤传输的激光加工系统广泛用于激光焊接，激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。

图2.1德国大众汽车白车身激光在线焊接