近年來隨著全球汽車市場需求的擴大，在汽車智能化進程加速推進的同時，以激光技術為代表的先進制造技術也在不斷推動汽車制造業(yè)的更新?lián)Q代，先進激光制造技術與汽車生產(chǎn)的結合已是大勢所趨。激光焊接技術于2002年10月首次引入中國，并迅速在車身焊接領域嶄露頭角，而其在車燈領域的應用也在迅速發(fā)展。 

1、車燈領域激光焊接技術概要 

1.1 原理

車燈領域的激光焊接焊接的對象為樹脂，其他原理與車身焊接相同。它是將待焊接的兩個或多個樹脂部件通過激光產(chǎn)生的熱能使樹脂部件熔化并完全粘合的技術，以此實現(xiàn)車燈的良好密封性。 

其步驟分為：（1）將待焊接的兩個部件通過治具夾具固定。（2）上下治具閉合，將部件夾緊在一起，然后以近紅外線激光NIR（波長810-1064nm），透射過第一個部件，然后被第二個部件吸收所，所吸收的近紅外線激光化為熱能，將兩個部件的接觸表面熔化，形成焊接區(qū)。（3）施加壓力，使焊接區(qū)牢固。 

1.2 特點[2]

優(yōu)點：（1）能量集中，多余能耗極小。（2）熔化樹脂體積小，產(chǎn)生多余樹脂屑少。（3）因不屬于接觸式焊接制程，機具的耗損及變形皆可降至最低。（4）激光路徑可通過簡單光學折射原理控制，因此適用于各種形狀的產(chǎn)品。（5）激光束可聚焦在很小的區(qū)域，可焊接小型且間隔相近的部件。（6）可焊材質(zhì)種類范圍大，亦可相互接合各種異質(zhì)材料。（7）易于以自動化進行高速焊接，亦可以數(shù)位或電腦控制。（8）可以切換裝置將激光源共享在多個設備上。 

缺點：（1）焊件位置需非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內(nèi)。（2）焊件需使用夾治具時，必須確保焊件的最終位置在公差允許范圍內(nèi)。（3）樹脂材料的顏色會對焊接性有影響。（4）設備昂貴。 

可見激光焊接在滿足車燈密封性的前提下，在外觀，節(jié)能環(huán)保以及適用面廣等多方面都存在優(yōu)勢。但由于精度高，需要相應產(chǎn)品及夾治具有嚴格的尺寸公差要求。 

2、車燈焊接技術FMEA 

2.1 FMEA是什么

在企業(yè)實際的質(zhì)量管理體系運作中，雖然都會去編制一份有關“預防措施”的形成文件的程序，但真正可以達到預見性地發(fā)現(xiàn)較全面的潛在問題通常存在較大難度。為能有效地實施“預防措施”，使可能存在的潛在問題無法出現(xiàn)，需要一個從識別問題到控制潛在影響的管理系統(tǒng)，其制定方法即“潛在失效模式及后果分析”，或簡稱為FMEA[3]。 

2.2 為何要將FMEA應用到車燈激光焊接技術中

（1）生產(chǎn)條件要求高。激光焊接技術對尺寸位置精度的要求是多方面的，首先要對焊接部全周的激光路徑進行模擬，結合焊接部的形狀，可以計算出允許的位置偏差量。而實際生產(chǎn)中不但要考慮產(chǎn)品本身的變形，還要考慮到使用夾治具等所有有可能產(chǎn)生位置偏差的尺寸及公差。同時激光設備及加壓設備的參數(shù)設定也較復雜。（2）使用條件差異大。現(xiàn)如今激光焊接技術在車燈行業(yè)內(nèi)的應用雖已趨于成熟，但由于車燈形狀不同，與車體間的連接方式不同等原因，不同地域，不同使用條件下。所以在量產(chǎn)前需要一系列的方法去評估該產(chǎn)品是否達到可量產(chǎn)的條件。 

3、激光焊接量產(chǎn)前評估方法介紹

常見的評估方式有：應力分析，作業(yè)條件分析，拉伸強度測定，焊接沉入量測定等方法[3]。 
3.1 應力分析

車燈與車身一般通過螺栓連接，在安裝時車燈會受力并無法釋放，導致車燈內(nèi)長期存在應力。此應力作用于焊接部上，有導致焊接部分離的可能。因此在產(chǎn)品設計階段應通過模擬軟件對燈具在安裝時可能產(chǎn)生的應力進行模擬分析。若應力大小低于安全值則判定為合格。 

3.2 作業(yè)條件分析

激光焊接工程在實際生產(chǎn)過程中需要考慮各種可能導致焊接不良問題的發(fā)生，常見需要考慮的問題有：作業(yè)尺寸，激光入射角度，激光折射角度，光源位置，加壓角度，加壓力，治具尺寸公差，作業(yè)員安全性等。其中治具尺寸公差雖然微小，但不可忽略，它與激光能否有效進入焊接部是息息相關的。產(chǎn)品在設計時應考慮極限位置偏差狀態(tài)下，激光是否保證全周都可以有效進入焊接部，而不發(fā)生能量損失甚至反射。 

3.3 拉伸強度分析

汽車作為最常見的交通工具，消費者在顛簸的路面高速行駛等惡劣條件下，也要保證車燈各項性能達標。所以即使氣密檢查合格也需要對焊接部的拉伸強度進行評價分析，評價方法為：將車燈的焊接部分段切割，固定一側，利用拉伸力計強行將焊接部件拉致脫離焊接部，測定該力是否高于安全值。 

3.4 焊接壓入量分析

激光焊接設備的參數(shù)設定較為復雜，時間，壓力，位移量都會影響焊接質(zhì)量。其中位移量可以通過切割斷面測量，可以直觀的判斷壓入量與拉伸強度間的關系。其方法為將焊接區(qū)分段切割成幾部分，并將斷面打磨至可清晰分辨出兩種材質(zhì)分界線的狀態(tài)，測量壓入被溶化部件的壓入量是否高于安全值。 

上述四種方法需同時判斷合格后才可以判斷為具備量產(chǎn)條件，并且每項評價內(nèi)容需測定n=25以上的工程能力值。 

4、激光焊接量產(chǎn)品質(zhì)管理方法 

在激光焊接各項品質(zhì)均達到要求后，產(chǎn)品進入量產(chǎn)階段，但量產(chǎn)中產(chǎn)品形狀變更，生產(chǎn)場地變更等情況時有發(fā)生，因為激光焊接的精密性，每一個微小的變化都有影響焊接品質(zhì)的可能，所以在產(chǎn)品進入量產(chǎn)階段后也要持續(xù)對焊接品質(zhì)進行評估。其常用評估方法有：氣密檢查法，吹爆試驗法，破壞試驗法等。 

4.1 氣密檢查法

氣密檢查法是將完成激光焊接的部件放置于治具上，對開口部進行加壓，觀察氣壓計讀書是否發(fā)生變化，氣壓保持不變判斷為合格。此方法適用于各種焊接工藝，一般對全品進行檢查。 

4.2 吹爆試驗法

吹爆試驗法是指從開口部對完成激光焊接的部件進行充氣，直至焊接部破裂，觀察氣壓計的最大讀數(shù)作為破壞瞬時氣壓，判斷該壓力是否高于安全至。此法一般僅對首末件進行檢查。 

4.3 破壞試驗法

破壞試驗法是將完成激光焊接的部件用錘子等工具破壞，并將激光透過的部件強行從被溶化部件剝離，觀察剝離后的結合部狀態(tài)，是否焊接部全周均為脆性破壞。此法一般僅對首末件進行檢查。 

5、結束語 

文章通過對國內(nèi)車燈企業(yè)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大部分車燈制造商都意識到激光焊接技術在車燈領域的優(yōu)勢，并或多或少在一些車型上有所嘗試，但與此同時新技術引入所產(chǎn)生的隱患在一些制造商中未能被很好的意識到，導致因焊接品質(zhì)不良發(fā)生漏水，導致一些客戶投訴的情況發(fā)生。通過對激光焊接技術較成熟的制造商的調(diào)查，意識到先進的生產(chǎn)技術必須要以先進的品質(zhì)管理技術支持才能真正發(fā)揮其優(yōu)勢。