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图1激光钎焊焊缝外观

激光焊接因具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度及适应性强等优点，受到各汽车厂家的高

度重视。长安福特马自达从建厂初期就引进了福特成熟的激光焊接技术，极大地提高了车身的焊接质量。

激光焊是利用高能量密度的激光作为热源的一种高效、精密的焊接方法。随着航空航天、汽车、微电子等

行业的迅猛发展，产品零件结构形状越来越复杂，人们对产品加工精度和表面完整性，以及生产效率、工

作环境的要求越来越高，传统的焊接方法难以满足要求，以激光为代表的高能焊接方法得到广泛应用。激

光焊接因具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度及适应性强等优点，受到各汽车厂家的高度

重视。福特工厂在20世纪80年代已广泛应用了该项技术，长安福特马自达从建厂初期就引进了福特成熟

的激光焊接技术，极大地提高了车身的焊接质量。

激光焊的原理及特点

激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使

金属熔化后冷却结晶形成焊接。按激光器输出能量方式的不同，激光焊可分为脉冲激光焊和连续激光焊（包

括高频脉冲连续激光焊）；按激光聚焦后光斑上功率密度的不同，激光焊可分为传热焊和深熔焊；在激光

深熔焊中又分为对接焊（钎焊）和搭接焊，前者需要填钎料，外观美观。

激光焊的优势主要包括：激光焦点光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；激光焊

是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题；激光能量和移动速度可调，可实现多种焊接加工；自动

化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快、功效高，可方便地进行任何复杂形状的焊接；热影响区

和材料变形小，无需后续工序处理；激光可通过玻璃，焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位

置的工件；易于导向、聚焦，实现各方向变换；激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系

统，操作方便；生产效率高，加工质量稳定可靠，经济和社会效益好。

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图2激光焊接质量控制

激光焊接设备

激光焊接设备主要由激光器（固体、气体、半导体）、导光系统、控制系统、工件装夹及运动系统等主要

部件和光学元件的冷却系统、光学系统的保护装置、过程与质量的监控系统、工件上下料装置及安全装置

等外围设备组成。

1.激光器

用于激光焊接的激光器主要有CO2气体激光器和YAG固体激光器两种。CO2气体激光器功率大，是目前

深熔焊主要采用的激光器，但从实际应用出发，在汽车领域，YAG固体激光器的应用更广。随着科学技术

的迅猛发展，半导体激光器的应用愈加广泛，由于其具有占地面积小、功率大、冷却系统小、光可传导、

备件更换频率和费用低等优点深受用户青睐，长安福特马自达工厂所使用的固体激光器和半导体激光器的

技术参数比较如表所示。

2.光导和聚焦系统

光导聚焦系统实现激光的传送、方向和焦点控制。光学镜片的状态对焊接质量有着非常重要的影响，因此

要对光学镜片进行定期维护。

3.焊接机器人

焊接机器人作为运动及控制系统，可精确控制激光焊接轨迹，并携带自动跟踪系统，保证焊接质量稳定、

可靠。

激光焊的应用

长安福特马自达工厂采用激光焊接技术主要对车身顶盖与侧围的接合处进行焊接，并对车身的部分零件进

行切割。采用激光焊后，可达到两块板材之间的分子结合，且板材变形极小，几乎没有连接间隙，从而将

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车身强度提升30%。此外，因激光焊形成的是连续焊缝，经过打磨器打磨后表面非常光滑、顺畅，在外观

上比普通点焊更美观（如图1所示）。