激光焊接技术以其较高的能量密度、较快的焊接速度、较高的电弧稳定性和优质的焊缝成型在汽车车身制造过程中得到广泛应用,激光焊接技术的使用使车身的前撞、后撞、侧撞都能符合较高的设计要求,但在产品设计过程中,对焊接接头的设计和焊缝质量的评价标准以及焊后焊缝的返修也相应提出了更高的要求。
从20世纪80年代开始,激光技术开始运用于汽车车身制造领域,主要是运用激光焊接车身。激光焊接设备使用的激光器主要有两大类:Nd:YAG固体激光器,主要优点是产生的光束可以通过光纤传送; CO2激光器,可以连续工作并输出很高的功率。
在开发激光焊接新技术方面,激光技术在车身制造过程中经历了不等厚板激光拼接技术、车身激光焊接技术、激光复合焊接技术的发展历程。
与单一的激光熔焊技术相比,激光混合焊接技术具有显著的优点:高速焊接时电弧焊接的较高的稳定性、更大的熔深、较大缝隙的焊接能力、焊缝的韧性更好、通过焊丝可以调整焊缝组织结构等。焊缝的设计型式和焊缝标准的评价随着激光焊接技术的发展也不断进行着改变与完善,特别是近些年镀锌板、三层板和超高强钢板的广泛应用,对接头的设计型式提出了更高的要求,焊缝标准的评价也不断细化和优化,这不仅为制造优质的焊接车身提供了保证,也为焊缝的返修提供了理论依据。
目前,一汽大众公司在Audi C6、Golf A6、宝来、速腾、迈腾、Model X等几乎所有品牌车型的车身制造过程中都不同程度地采用了激光切割、激光熔化焊接、激光复合焊接等先进的制造技术(如表1)。由于焊接部位不同,焊接接头的型式与评价标准以及焊缝存在的焊接缺陷也不同,从而导致焊缝返修标准也存在一定差别。

以一汽大众迈腾车身为例,车身激光焊缝总长度高达42m,焊缝的接头型式涉及顶盖激光钎焊时的对接接头、前后风窗上沿的搭接I型接头、后流水槽处的搭接角焊缝以及前端的角接角焊缝等诸多形式。由于焊缝的型式不同,激光焊接时的焊接方法、参数、评价标准和焊后返修的标准均有所不同(如图1)。

图1 迈腾车身俯视激光焊缝