汽車工業(yè)的發(fā)展對車體質(zhì)量提出了更高的要求。激光技術(shù)具有加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，在汽車制造應(yīng)用中，起到了至關(guān)重要的作用。

1、引言

激光制造是中國制造2025發(fā)展戰(zhàn)略的支撐技術(shù)。激光智能裝備應(yīng)用于航空航天、船舶制造、海洋工程設(shè)備、石油石化、國防等領(lǐng)域的大型裝備制造，涉及激光焊接、切割、精密鉆孔、刻線、表面改性、清洗、增材制造等工藝。汽車工業(yè)是激光加工應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)中，50%-70%的汽車零部件使用激光加工技術(shù)制造。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，全世界約有3萬多臺激光加工設(shè)備用于汽車工業(yè)，每年數(shù)以百計的激光加工機投入使用。我國汽車產(chǎn)業(yè)中激光技術(shù)應(yīng)用市場巨大，經(jīng)濟效益不斷上升。汽車行業(yè)中的激光加工技術(shù)主要有：激光切割、激光焊接、激光相變硬化、激光熔覆、激光合金化、激光打孔等。

2、激光切割與汽車板高速落料

汽車工業(yè)中，激光切割工藝采用大功率光纖激光器，以提高切割速度和切割質(zhì)量。在汽車樣車和小批量生產(chǎn)中則大量使用三維激光束切割機，對普通鋁、不銹鋼等薄板、帶材的切割加工，其切割速度可達(dá)10 m/min以上，大幅縮短了生產(chǎn)周期，比機械加工方式的加工費用減少50%。激光切割和機器人技術(shù)的結(jié)合，使其功能得以更大地發(fā)展，特別是在車型不斷變化的小批量生產(chǎn)中，激光切割和機器人技術(shù)結(jié)合更有其優(yōu)越性。

汽車板落料生產(chǎn)線上，有一種傳統(tǒng)的通用帶料剪切設(shè)備叫做飛剪，通過在帶料運動中進(jìn)行跟蹤剪切，大幅提高下料的速度，但由于切刀是直線的，只能得到矩形和梯形坯料，應(yīng)用范圍受到限制。而現(xiàn)有的激光切割設(shè)備，切割形狀不受限，但在進(jìn)行切割時板料都是靜止的，進(jìn)料和出料不能同時進(jìn)行，影響了帶料的處理速度。

激光切割落料線對上述兩種設(shè)備的工作理念進(jìn)行巧妙組合，即在帶料運動中用激光切割機對其進(jìn)行飛割（跟隨切割），其目的是為了解決連續(xù)的金屬和非金屬帶料的無模具快速下料問題，以降低下料設(shè)備的投資、模具消耗成本，并且有效提高材料的利用率。采用激光落料，無需制造模具，采用先進(jìn)的排樣軟件及控制系統(tǒng)，產(chǎn)品規(guī)格形狀轉(zhuǎn)換迅速。對于今后高強汽車板，采用激光落料成為當(dāng)務(wù)之急。

3、汽車板激光拼焊

激光拼焊技術(shù)（Tailor welded blanks，TWB）應(yīng)用于車身制造具有很多明顯的優(yōu)勢。例如減輕車身重量、減少汽車零部件數(shù)量、提高原材料利用率、提高結(jié)構(gòu)功能和安全性，為生產(chǎn)寬體車提供可能，增加產(chǎn)品設(shè)計靈活性等。圖1所示為車身制造中所用的一些典型激光拼焊件。

圖1.激光拼焊件在車身制造中應(yīng)用

德國Thyssen鋼鐵公司在20世紀(jì)80年代率先開始生產(chǎn)激光拼焊汽車板。目前全球已建有500多條激光拼焊生產(chǎn)線，西歐生產(chǎn)的拼焊板約占世界總產(chǎn)量的70%，美國約占20%，日本約占10%。隨著國內(nèi)汽車工業(yè)的高速發(fā)展，激光拼焊技術(shù)也得到了快速應(yīng)用，目前，國內(nèi)已有20多家激光拼焊板生產(chǎn)中心，近100條生產(chǎn)線，年加工激光拼焊板的能力達(dá)到6000多萬片。隨著人們對節(jié)能減排及車身輕量化要求的不斷提高，一些新的車身輕量化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，成為激光拼焊可能的替代技術(shù)。

蒂森克虜伯公司新開發(fā)的鋼卷拼焊技術(shù)成功用于汽車板生產(chǎn)。過去，激光拼焊板技術(shù)僅限于生產(chǎn)長3 m左右的鋼板，隨后還必須對鋼板進(jìn)行剪切和激光焊接。鋼卷激光拼焊技術(shù)首次實現(xiàn)了拼焊產(chǎn)品成卷供貨，采用該項技術(shù)的鋼卷拼焊生產(chǎn)線可以將長達(dá)500 m的不同厚度（0.6-3.0 mm）、不同鋼種（碳鋼、不銹鋼）和不同涂鍍層（熱鍍層、電鍍層或有機涂層）的帶鋼用激光焊機對焊起來，最大卷重可達(dá)到15 t。拼焊帶卷同拼焊板一樣，可用于座椅導(dǎo)軌、座椅靠背和輪緣等，其優(yōu)點是：提高焊接效率，降低重量，提高零件性能，降低零件整合時的成本。拼焊卷可采用如連續(xù)模、輥壓成型和多工位壓力機成形加工。