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激光复合焊技术

随着激光焊接技术在工业中的成熟应用，激光焊接技术的不足之处也日渐显露。首先，激光焊接设备投资大，电效率低（一般低于10％，当前光纤激光器的出现激光的电效率才提高到30％左右）；其次是对工件的焊接装配精度要求高，如对接间隙、错边量要求小于0.1mm或板厚的10％，这不仅需要专门的夹具和加工，也给实际应用带来很大的困难；再者大功率激光焊接过程的等离子体对激光的吸收、反射作用，降低焊接稳定性和激光能量的利用率，且高焊接速度导致焊接接头快速凝固，易引起气孔、咬边缺陷，焊缝组织脆性，甚至出现焊接裂纹；此外对于高反射率材料（铝合金、铜合金）难以实现激光焊接。针对这些问题，国内外学者一直在致力于提高激光焊接适应性的研究，目前较主要的途径是采用激光－电弧复合焊接的方法。

据统计，白车身中的焊点数目高达4000~6000个之多，将各冲压件装配到一起的同时，还会额外增加车身重量。在现代车身轻量化趋势之下，关于焊接工艺的控制手段层出不穷。比如说采用仿真分析，对焊接点进行优化分析，在满足车身强度的同时，减少焊接点的数目；采用增重少的焊接工艺取代增重多的焊接工艺，比如说激光焊接工艺，以连续的激光焊缝代替离散的点焊缝，可以减少搭接宽度和一些加强部件，压缩车身结构件本身的体积。

但是，以上只是在对现有的焊接工艺进行改进，真正颠覆性的改变还未到来。

近年来由于燃油危机以及环境污染等问题，车身轻量化受到越来越多的关注。特别是新能源汽车，与传统汽车不同，采用了电池作为动力来驱动汽车运行，因此受到了电池重量、续航里程的制约，在车辆设计和材料应用上，车身轻量化是车企首要考虑的问题。基于此原因，各大汽车公司纷纷推出应对策略，希望寻求新的车身材料，达到减轻车重的目的，其中碳纤维和铝合金是讨论较多的材料。

我们先来看以下案例：

2015年02月13号，福特汽车公司宣布，将与美国陶氏化学合作，研究制造创新性碳纤维复合材料，在未来的产品上用使用；

日本东丽工业与戴勒姆分别持股50.1%、49.9%成立合资公司，于2012年起生产碳纤维加固塑料制成的汽车零部件；

通用汽车公司和日本的碳纤维制造商帝人公司于2011年12月8日宣布，他们将共同开发先进碳纤维/热塑性复合材料技术；

铝轧制品成员诺贝丽斯(NovelisInc.)在**大幅扩张汽车用铝板的产能，该企业在北美、欧洲业务拓展的基础上，于2014年底建成了亚洲**条汽车**铝板生产线(常州)；

美国市场研究机构Ducker的一份报告称，尽管目前仅有1%的汽车为全铝车身，到2025年**将有18%的汽车为全铝车身。

那么，随着新材料的兴起，传统的焊接工艺是否会受到影响呢？

答案是肯定的，比如说铝合金就因其易氧化、热导率和比热容高、线膨胀系数大、合金元素易挥发等缺点，对传统的焊接工艺就产生了较大的挑战。

近年来，在一些高端车型中出现了一种新的胶接技术，与传统的辅助焊接手段不同，旨在以铆接和胶接技术相结合或仅采用胶接技术，来大量减少或全面取代焊接工艺。比如说捷豹T-TYPE，全铝车身结构完全采用铆接和焊接。F-TYPE的白车身重量仅为261Kg，而一般车身重量则有300Kg左右，减重了近40Kg。

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