激光焊接技术在车灯领域的应用探析

激光焊接技术在车灯领域的应用探析

黄占君

安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥  230000

摘要：在汽车制造业的不断进步中，车灯作为车辆的重要组成部分，其焊接质量直接关系到车灯乃至整车的外观和性能。随着技术的不断发展，激光焊接技术在汽车金属件的焊接领域已经成熟应用，尤其是在车身焊接中，其大规模的应用已成为行业标准。激光焊接技术以其独特的优势，在汽车制造业中发挥着非常重要的推动作用。特别是在汽车车灯的制造过程中，激光焊接技术利用激光束作为焊接能源，通过精确控制激光束对材料进行局部融化，实现组件的无缝对接，形成稳固的配件结构。基于此，文章就激光焊接技术在车灯领域的应用展开了相关研究。

关键词：车灯领域；激光焊接技术；应用

引言：

车灯作为汽车的重要组成部分，直接影响车辆的行车安全。随着汽车工业的快速发展，车灯的设计和制造技术也在不断进步。在众多先进制造技术中，激光焊接技术因其高精度、高效率和低热输入的特点，逐渐成为车灯生产中的重要工艺。激光焊接利用高能量密度的激光束熔化，实现了传统焊接方法难以达到的焊接质量。

一、激光焊接技术概述

1.原理

激光焊接通过激光产生的高温，使树脂部件在接触点熔化且迅速粘合，形成密封且坚固的焊接区。焊接过程巧妙融合了三个重要步骤：部件的固定，利用近红外线激光NIR穿透熔化接触面，如图1所示，以及施加压力确保焊接区的紧密结合。

图1：激光焊接

2.特点

激光焊接技术以其高效、精准和灵活性，在现代制造业中备受青睐。激光焊接技术通过集中的能量实现高效焊接，几乎不产生多余的能耗，同时熔化树脂体积小，减少了树脂屑的产生，有效避免了材料浪费。由于是非接触式焊接，机具的耗损和变形被降至最低，延长了设备的使用寿命。激光路径的灵活性，通过简单的光学折射原理即可控制，使其适用于各种形状的产品，包括小型且间隔相近的部件，得益于激光束的聚焦能力。此外，激光焊接技术能够焊接多种材质，包括异质材料，进一步扩展了其应用范围。自动化的高速焊接和激光源的共享使用，提高了生产效率，降低了成本。还有，激光焊接技术对焊件位置的精确性要求极高，必须在激光束的聚焦范围内，且在使用夹治具时，焊件的最终位置需严格控制在公差允许范围内。树脂材料的颜色也会影响焊接效果，而设备的高成本是另一个需要考虑的因素。

3.激光焊接与传统焊接技术的对比

激光焊接以其高能量密度和精确控制的能力，在焊接质量、生产效率和材料适应性等方面超越了传统焊接方法。

（1）传统焊接技术如电弧焊、气焊和电阻焊等，通常需要接触焊接材料并产生大量热量，容易引起焊接区域的变形和热影响区的大范围扩散，可能导致材料烧损和焊接缺陷。而激光焊接通过聚焦激光束在极小的区域内产生高温，迅速熔化并连接材料，焊接过程的热影响区极小，焊接缺陷显著减少，焊接质量大大提高。除此之外，激光焊接的高精度使其能够处理微小和复杂结构的焊接任务，特别适用于车灯等精密部件的制造。激光束的高聚焦性使其能够实现难以达到的焊接几何形状和焊缝质量，这是传统焊接难以匹敌的。

（2）传统焊接在焊接速度和效率方面也相对较低，尤其在大批量生产中，效率问题更加突出。而激光焊接则能够以极高的速度完成焊接任务，显著提升生产效率，特别是在自动化生产线中的应用更为明显。激光焊接还具有非接触式的优点，不需要电极或其他接触部件，减少了设备的磨损和维护成本，进一步降低了生产成本。

二、激光焊接技术在车灯领域的应用

1.激光焊接在车灯生产中的具体应用

激光焊接技术在车灯生产中的应用主要集中在车灯外壳、灯罩和支架等重要部件的焊接上。

（1）车灯外壳通常由塑料制成，要求焊接过程能够提供良好的密封性，以保证车灯在各种环境下的稳定性。激光焊接通过其高能量密度和精确控制的特点，可以实现高质量的焊接接头，确保车灯外壳的牢固性。

（2）在车灯灯罩的焊接中，激光焊接可以通过适应不同材料的波长和功率设置，实现对塑料和玻璃材料的高效焊接，减小焊接产生的焊渣等外观缺陷。

（3）激光焊接还可以用于车灯支架的焊接，车灯支架通常由金属材料制成，要求焊接具有耐久性。

2.激光焊接工艺的优化

为了在车灯生产中获得最佳的焊接效果，需要对激光焊接工艺进行优化。

（1）需要根据材料的性质选择合适的激光类型和功率。例如，对于塑料材料，通常选择二氧化碳激光器或光纤激光器；对于金属材料，则倾向于使用固体激光器或光纤激光器。

（2）功率设置应根据材料厚度和焊接要求进行调整，以确保焊接接头的强度和质量。较快的焊接速度可以提高生产效率，但可能导致焊接接头的不连续或强度不足。较慢的焊接速度虽然可以改善焊接质量，但可能降低生产效率。因此，需要在焊接速度和质量之间找到平衡点。

（3）焦点位置的调整也是影响焊接质量的重要因素。激光束的焦点应精确对准焊接区域，以确保能量的集中传递和有效的材料熔化。通过自动化设备和传感器技术，可以实现对焦点位置的实时调整，进一步提高焊接质量。

3.先进激光焊接设备的应用

在车灯生产中，先进的激光焊接设备的应用显著提升了生产效率。

（1）激光焊接机器人是其中的典型代表。机器人配备了激光器和灵活的机械臂，可以在三维空间内实现复杂焊接路径的自动化操作。通过预先编程和传感器反馈，激光焊接机器人可以精确控制焊接过程，确保每个焊接点的质量和一致性。

（2）自动化生产线的引入也在车灯生产中发挥了重要作用。自动化生产线通常集成了激光焊接、检测和装配等多种工序，实现了从原材料到成品的一体化生产。一方面，激光焊接通过高速、高精度的焊接操作，大幅提高了生产效率；另一方面，自动化生产线还可以减少人为操作的误差，进一步提升车灯生产的可靠性。

三、结语：

激光焊接技术作为一种先进的制造工艺，已经在众多行业中展现出广阔的应用前景。在车灯领域，激光焊接提高了产品的制造质量和生产效率，推动了生产工艺自动化水平的提升。随着汽车工业的不断发展，车灯的设计和制造要求也日益提高。

激光焊接技术凭借其高精度、高效率和低热输入的特点，正逐步取代传统焊接方法，成为车灯生产中的重要技术手段。随着材料科学和激光技术的进一步发展，激光焊接在车灯领域的应用将更加广泛，必将引领车灯制造工艺的新潮流。车灯制造企业需要积极关注激光焊接技术，不断优化生产工艺，实现产品质量和生产效率的双提升。

参考文献：

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