每天，全球頂尖的汽車(chē)工程專(zhuān)家們都在思考著這樣的問(wèn)題：如何讓汽車(chē)更安全？如何讓汽車(chē)的制造更簡(jiǎn)單？如何讓汽車(chē)整體甚至每個(gè)零部件更美觀更精細(xì)？如何減少汽車(chē)制造中的能耗和成本？
隨著科技的不斷進(jìn)步，新的加工技術(shù)和加工手段為解決上述問(wèn)題提供了新的解決途徑——激光技術(shù)，作為本世紀(jì)最重大的發(fā)明之一，激光在剛剛誕生不久就被人稱(chēng)為“解決問(wèn)題的工具”，激光技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域具備巨大的市場(chǎng)潛力。
尤其在“柔性制造”方式被大力推廣的今天，汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域面臨著一次變革，汽車(chē)零部件產(chǎn)業(yè)正由大批量生產(chǎn)到小批量、多樣化的生產(chǎn)方式過(guò)度，以市場(chǎng)為導(dǎo)向的制造方式將逐步普及，“Production Line”正被“Production Station”所取代，激光的空間控制性和時(shí)間控制性很好，能夠迅速適應(yīng)多種材料、多種形狀和尺寸，特別適用于柔性加工，將在這一變革中發(fā)揮重大作用。
如今，激光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于“打標(biāo)、焊接、切割、打孔、熱處理、精密調(diào)阻、精密配重”等領(lǐng)域，本文將主要介紹汽車(chē)工業(yè)比較常用的激光打標(biāo)技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光切割技術(shù)。
一、汽車(chē)工業(yè)中的激光打標(biāo)技術(shù)
激光打標(biāo)技術(shù)作為激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域，以其無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)迅速取代了傳統(tǒng)的“氣動(dòng)打標(biāo)、化學(xué)腐蝕標(biāo)記、絲網(wǎng)印刷標(biāo)記、鑄造標(biāo)記”等方式，成為工業(yè)制造領(lǐng)域主流的標(biāo)記方式。
激光打標(biāo)技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）永久性：標(biāo)記不會(huì)因時(shí)間、環(huán)境等元素的改變而消退，且標(biāo)記效果難以模仿和更改，具備比較強(qiáng)的防偽功能，因此，在可追溯性要求十分嚴(yán)格的汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，激光標(biāo)記方式具有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢(shì)。
（2）非接觸式加工：激光標(biāo)記的能量載體是波長(zhǎng)高度一致的光束，光束照射在被加工物體表面時(shí)是不產(chǎn)生任何機(jī)械的應(yīng)力的，對(duì)于材料本身的機(jī)械特性是沒(méi)有任何影響的，而且消除了化學(xué)污染和噪聲污染。
（3）適應(yīng)性強(qiáng)：能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)金屬或非金屬材料進(jìn)行標(biāo)記，因?yàn)椴捎糜?jì)算機(jī)智能控制，激光標(biāo)記設(shè)備可以通過(guò)軟件迅速調(diào)節(jié)標(biāo)記內(nèi)容，包括條形碼、二維碼等，以武漢華工激光公司自主開(kāi)發(fā)的激光標(biāo)記軟件為例，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)跳號(hào)（包括有規(guī)則的和無(wú)規(guī)則的），還能夠自動(dòng)生成條形碼，此外，還支持DataMatrix、PDF417、QR Code等二維碼技術(shù)，而且兼容多種圖形軟件生成的文件格式，為實(shí)現(xiàn)柔性加工提供了極大的方便，即使產(chǎn)品更新?lián)Q代，激光設(shè)備一樣可以繼續(xù)使用，無(wú)須再次投入。
（4）標(biāo)記效果極其精細(xì)：聚焦后的光斑直徑最小能達(dá)到0.01 mm甚至更小，因此標(biāo)記效果十分精細(xì)；
（5）運(yùn)行成本低：雖然激光設(shè)備的購(gòu)置投資比傳統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備投資大，但是激光標(biāo)記速度快、能耗小、易于自動(dòng)化管理；不需要一般性耗材，只要激光器能正常工作就能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)加工，綜合算來(lái)，在使用成本和技術(shù)綜合效益方面，與傳統(tǒng)標(biāo)記方式比較有很大優(yōu)勢(shì)；
在汽車(chē)零部件制造領(lǐng)域，激光標(biāo)記技術(shù)已經(jīng)完全可以應(yīng)用到任何需要標(biāo)記的地方，金屬零部件，非金屬零部件，甚至汽車(chē)玻璃、輪胎，都能夠?qū)崿F(xiàn)激光標(biāo)記（附圖）。
二、汽車(chē)工業(yè)中的激光焊接技術(shù)
激光用于汽車(chē)零部件甚至汽車(chē)整車(chē)的焊接已經(jīng)有二十多年的歷史，在汽車(chē)工業(yè)極為發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家，激光焊接已經(jīng)成為最先進(jìn)的汽車(chē)制造工藝中一種標(biāo)準(zhǔn)工藝。
廣泛應(yīng)用于：汽車(chē)齒輪（包括聯(lián)體齒輪）、汽車(chē)變速器、濾油器、汽車(chē)空調(diào)皮帶輪、液壓挺桿、ABS電池閥、安全氣囊點(diǎn)火器、鋰電池、噴油嘴、車(chē)燈、傳感器等零部件。車(chē)頂、車(chē)門(mén)、車(chē)尾箱、發(fā)動(dòng)機(jī)頂蓋等車(chē)體部位的激光焊接應(yīng)用也非常廣泛。
激光焊接的主要優(yōu)點(diǎn)有：1、易控制且速度快；2、無(wú)須焊絲且可以得到高質(zhì)量高強(qiáng)度的焊縫；3、焊縫深寬比大，光亮美觀；4、精度高，重復(fù)操作性強(qiáng)，成品率高；5、由于焊接速度快，熱傳導(dǎo)效應(yīng)小，熱形變極小；6、非接觸式加工，無(wú)機(jī)械應(yīng)力；7、無(wú)須耗材，使用成本低。
采用激光焊接技術(shù)不僅可以極大地降低成本，還可以大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，激光焊接使得原本必須使用鑄造工藝的汽車(chē)零部件改為采用沖壓工藝變成了現(xiàn)實(shí)，從而減輕了零部件的重量，節(jié)約了原料；汽車(chē)變速箱或傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪組，以前是采用整塊材料經(jīng)多種機(jī)械加工方式多道工序才能完成，耗費(fèi)人力物力財(cái)力，現(xiàn)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的零部件商將齒輪組分為多個(gè)小部分，分別生產(chǎn)加工，再使用激光焊接，即能保證強(qiáng)度，又加快了生產(chǎn)速度，簡(jiǎn)化了工藝，且可以節(jié)省大量的鋼材。
實(shí)驗(yàn)表明，使用激光焊接的車(chē)身，強(qiáng)度可以提高30%以上，使得汽車(chē)的安全性能得到了大幅提高；使用激光焊接的汽車(chē)零部件，可以有效地減小部件體積，符合零部件小型化的發(fā)展趨勢(shì)。
目前，我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)尚不發(fā)達(dá)，激光焊接技術(shù)還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，這并不代表著我國(guó)的激光焊接技術(shù)和歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家差距很大，我國(guó)的汽車(chē)零部件的激光焊接技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。
三、汽車(chē)工業(yè)中的激光切割技術(shù)
激光切割技術(shù)是利用高能量的激光束照射在工件表面，使被照射區(qū)域局部溶化、汽化或相變，達(dá)到切割的目的。經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦以后的激光，焦點(diǎn)處能量密度極高，因此可以切割一些硬度極高的物質(zhì)，包括硬質(zhì)合金，甚至金剛石。“削鐵如泥”不再是傳說(shuō)中的故事，高科技讓它變成了現(xiàn)實(shí)。
和打標(biāo)和焊接工藝一樣，激光切割也屬于非接觸式加工，對(duì)工件無(wú)須施加機(jī)械力， 工件不易變形，熱影響區(qū)小，切縫（它與被加工物體的材料、厚度、激光的功率、切割速度、焦點(diǎn)的位置等元素有關(guān)）較窄，且切縫質(zhì)量比較好，無(wú)需再加工。
汽車(chē)車(chē)身材料使用了大量的高強(qiáng)度鋼材，如果使用機(jī)械切割，工具磨損極其嚴(yán)重；如果使用沖壓切割，會(huì)磨損磨具，且隨著磨具的磨損而逐漸降低切割質(zhì)量；激光切割很好的解決了這些問(wèn)題，可以長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作，而且大大減少了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
激光切割技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，大大提高了設(shè)備的利用效率，只需要將要切割的圖形導(dǎo)入數(shù)控系統(tǒng)，可以切割不同部位所需的鋼材，無(wú)需分別開(kāi)模，為生產(chǎn)車(chē)間的柔性化，提供了極大的便利。
汽車(chē)配件切割：
結(jié)束語(yǔ)
本文所介紹的三種激光加工技術(shù)，貫穿于汽車(chē)制造的全過(guò)程，零部件廠商使用多種激光加工工藝提高產(chǎn)品品質(zhì)，整車(chē)廠商對(duì)于激光技術(shù)的應(yīng)用也極為普遍，以整車(chē)制造的四大工藝環(huán)節(jié)“沖壓、焊裝、涂裝、總裝”為例，其中激光技術(shù)在“沖壓、焊裝、總裝”環(huán)節(jié)發(fā)揮著巨大的作用，為整車(chē)廠商帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展極為迅速，新能源汽車(chē)的發(fā)展將極大地改變現(xiàn)有的汽車(chē)制造工藝，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、供油系統(tǒng)、包括齒輪變速箱等將被新的動(dòng)力系統(tǒng)所取代，新的動(dòng)力系統(tǒng)必然要求有新的加工方式與之匹配，所有的業(yè)界專(zhuān)家都深信：激光技術(shù)將繼續(xù)起主導(dǎo)作用！作為國(guó)家重大科技項(xiàng)目支撐計(jì)劃激光項(xiàng)目的唯一承擔(dān)單位，華工激光公司也會(huì)繼續(xù)不斷專(zhuān)注于技術(shù)的進(jìn)步，為汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。