汽車行業(yè)是目前我國激光焊接設(shè)備主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，目前已上市的大族激光、華工科技、聯(lián)贏激光很大一部分收入規(guī)模來自激光焊接市場。其中，聯(lián)贏激光近幾年來自汽車動(dòng)力電池行業(yè)的客戶收入接近其總收入的80％。同時(shí)已申請上市的海目星、光大激光（已終止）以及即將申請上市的逸飛激光主要收入同樣來自汽車動(dòng)力電池行業(yè)。
激光焊接以其能量密度高、變形小、熱影響區(qū)窄、焊接速度高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、無后續(xù)加工的優(yōu)點(diǎn)，已成為工業(yè)制造中的重要手段之一。汽車制造業(yè)是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中最大規(guī)模使用激光焊接技術(shù)的行業(yè)之一，激光焊接機(jī)的靈活性滿足了汽車各種材料的加工，降低汽車生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，給汽車制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。激光焊接技術(shù)主要用于汽車白車身頂蓋激光自動(dòng)焊接、多聯(lián)齒輪激光焊接、安全氣囊點(diǎn)火器激光焊接、傳感器激光焊接、電池閥激光焊接等，具體如下：
圖表 1 激光焊接技術(shù)在汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用部位
汽車領(lǐng)域激光焊接方式的應(yīng)用
在汽車工業(yè)，激光焊接通常被應(yīng)用于車身焊接的關(guān)鍵工位以及對工藝有特殊要求的部位，如：用于車頂與側(cè)圍外板焊接能解決焊接強(qiáng)度、效率、外觀及密封性的問題；用于后蓋焊接可解決直角搭接問題；用于車門總成的激光拼焊可有效提高焊接質(zhì)量及效率。不同車身部位的焊接經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到不同的激光焊接方式，以下列出了幾種汽車工業(yè)中常用到的激光焊接方式。
（1）激光釬焊
激光釬焊多用于頂蓋及側(cè)圍的連接、行李箱蓋等，大眾、奧迪、標(biāo)致、福特、菲亞特、卡迪拉克等均在使用該焊接方式。
圖表 2 激光釬焊在汽車工業(yè)的應(yīng)用
（2）激光自熔焊
激光自熔焊屬于深熔焊，主要用于頂蓋及側(cè)圍、車門等，目前大眾、福特、通用、沃爾沃等廠商的多款品牌車均采用激光自熔焊加工，具體加工部位如下
圖表 3 激光自熔焊在汽車工業(yè)的應(yīng)用
（3）激光遠(yuǎn)程焊接
激光遠(yuǎn)程焊接使用機(jī)器人＋振鏡、進(jìn)行遠(yuǎn)程光束定位＋焊接，其優(yōu)勢在于相對于傳統(tǒng)激光加工定位時(shí)間大大縮短、效率更高，目前已逐步在歐美實(shí)現(xiàn)推廣。
圖表 4 激光遠(yuǎn)程焊在汽車工業(yè)的應(yīng)用
激光焊接汽車車身的特點(diǎn)
1、非接觸式加工
激光焊接在汽車制造中最重要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在先進(jìn)的非接觸式加工方式。靠螺絲緊固、膠粘連接等傳統(tǒng)加工方法并不能滿足現(xiàn)代汽車制造中對精密性和堅(jiān)固性的要求，并且新材料的應(yīng)用，也讓傳統(tǒng)加工方法略顯劣勢。激光焊接是無接觸性的，在加工過程中，可以不觸碰產(chǎn)品就能實(shí)現(xiàn)精密焊接，在連接的堅(jiān)固性、無縫性、精密性和清潔性上實(shí)現(xiàn)了工藝的跨越式進(jìn)步。
2、激光焊接提升汽車輕量化
采用激光焊接可以在汽車制造中用更多的沖壓件代替鑄造件，用連續(xù)的激光焊縫代替分散的點(diǎn)焊縫，可以減少搭接寬度和一些加強(qiáng)部件，降低車身結(jié)構(gòu)本身的體積，從而減少了車身的重量，滿足了汽車節(jié)能減排的要求。
3、提升車身裝配精度和剛度
一輛汽車的車身加底盤共有數(shù)百上千種零件，如何將其連接在一起對整車車身的剛性有著直接的影響，采用激光焊接幾乎可以把所有不同厚度、牌號(hào)、種類和等級(jí)的金屬材料連接在一起，焊接的精度和車身的裝配精度大大提高，車身剛度提升30％以上，從而提高了車身的安全性。
4、激光混合焊接提升工藝穩(wěn)定性
與純激光焊接技術(shù)相比，利用激光混合焊接技術(shù)可大大提高板金件縫隙的連接能力，從而使得企業(yè)可以更加充分地利用激光高速焊接時(shí)電弧焊接的工藝穩(wěn)定性。
此外，采用激光焊接還可以降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本，縮短生產(chǎn)周期，減少零件的數(shù)量，提高了車身一體化程度。激光焊接零部件，零件焊接部位幾乎沒有變形，焊接速度快，而且不需要焊后熱處理，目前激光焊接零部件已經(jīng)廣泛采用，常見于變速器齒輪、氣門挺桿、車門鉸鏈等。
中國汽車工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析
2011年以來，我國汽車工業(yè)發(fā)展由高速增長轉(zhuǎn)為平穩(wěn)增長，2018年中國汽車工業(yè)總體運(yùn)行平穩(wěn)，受政策因素和宏觀經(jīng)濟(jì)的影響，其產(chǎn)銷量低于年初預(yù)期，全年汽車產(chǎn)銷分別完成2781萬輛和2808萬輛，2019年，汽車產(chǎn)銷分別完成2572.1萬輛和2576.9萬輛，同比分別下降7.5％和8.2％，連續(xù)11年蟬聯(lián)全球第一。中國是汽車工業(yè)大國，汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)平穩(wěn)發(fā)展，對促進(jìn)先進(jìn)激光焊接設(shè)備在汽車工業(yè)的應(yīng)用具有非常大的作用。
圖表 5 2014-2019年中國汽車產(chǎn)銷量情況
2019年，我國汽車行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，受中美經(jīng)貿(mào)摩擦、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)切換、新能源補(bǔ)貼退坡等因素的影響，承受了較大壓力。一年來，生產(chǎn)企業(yè)主動(dòng)調(diào)整，積極應(yīng)對，下半年表現(xiàn)出較強(qiáng)的自我恢復(fù)能力，行業(yè)總體保持在合理區(qū)間。在這個(gè)龐大的市場上，消費(fèi)者能關(guān)注到是眾多的國際汽車品牌、整車企業(yè)，但整車的發(fā)展正是來源于零部件企業(yè)的發(fā)展。目前我國零部件產(chǎn)業(yè)規(guī)模已居世界前列，其中具有外資背景的零部件企業(yè)占據(jù)了中高端市場，而內(nèi)資零部件企業(yè)主要占領(lǐng)低端市場。
由于國內(nèi)汽車零部件企業(yè)技術(shù)研發(fā)能力薄弱，難以支撐整車技術(shù)升級(jí)與創(chuàng)新，因此，國內(nèi)整車企業(yè)及上游零部件供應(yīng)企業(yè)勢必進(jìn)行裝備及技術(shù)工藝的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)整車與零部件企業(yè)的深度合作，將大大促進(jìn)激光焊接、激光切割等設(shè)備在汽車制造工業(yè)的應(yīng)用。
激光焊接在汽車工業(yè)的應(yīng)用前景分析
在我國汽車工業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的大背景下，隨著汽車輕量化的需求、國產(chǎn)激光焊接技術(shù)的突破、應(yīng)用滲透率的提升，未來激光焊接設(shè)備在汽車工業(yè)的應(yīng)用前景廣闊，具體如下：
1、汽車輕量化的需求
汽車輕量化使激光焊接工藝越來越受到重視和廣泛應(yīng)用。《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》中提到要發(fā)展汽車輕量化技術(shù)，2016年-2020年為第一階段，重點(diǎn)發(fā)展超高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼技術(shù)，包括材料性能開發(fā)，輕量化設(shè)計(jì)方法，成型技術(shù)，焊接工藝和測試評(píng)價(jià)方法等。高質(zhì)高效的激光焊接關(guān)鍵工藝及成套裝備，是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化、高安全性和柔性高效生產(chǎn)的重要技術(shù)保證。與在制造環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的電阻焊相比，激光焊接不僅能壓縮車身結(jié)構(gòu)件本身的體積，減少車身重量，降低汽車油耗，而且可以減少工序和生產(chǎn)材料損失，提高生產(chǎn)效率。
2、國產(chǎn)焊接技術(shù)的突破
國產(chǎn)汽車焊接技術(shù)獲突破，打破國際壟斷。近幾年，國內(nèi)汽車企業(yè)越來越多地采用自動(dòng)焊接生產(chǎn)線，但這一市場基本被ABB、KUKA、COMAU壟斷，內(nèi)資企業(yè)在合作過程中缺少相應(yīng)的話語權(quán)，企業(yè)采用激光焊接的積極性較弱。2016年，由華工激光聯(lián)合華中科技大學(xué)、神龍、通用等多家下游車企單位共同自主研發(fā)的“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)汽車制造領(lǐng)域中激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備國產(chǎn)化，打破國外在此領(lǐng)域40多年的壟斷歷史，標(biāo)志著我國在汽車制造領(lǐng)域激光先進(jìn)制造技術(shù)的重大突破。未來隨著國產(chǎn)激光焊接技術(shù)的進(jìn)一步突破，激光焊接技術(shù)在我國汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更多。
3、應(yīng)用滲透率的提升
我國汽車工業(yè)激光焊接滲透率提升空間巨大。德國人最早把激光焊接技術(shù)運(yùn)用于汽車，在20世紀(jì)90年代中期，BMW公司利用激光焊接機(jī)器人完成了BMW5系列轎車的第一條焊縫，焊縫總長度達(dá)12m。隨后，奧迪、速騰、高爾夫及Passat 等品牌的車頂采用了激光焊接技術(shù)，通用、豐田、福特、寶馬、奔馳等公司陸續(xù)均采用了激光焊接技術(shù)。目前國內(nèi)激光焊接在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用率大概在20％-25％，而歐美發(fā)達(dá)國家的普及率已經(jīng)達(dá)到了60％以上，預(yù)計(jì)國內(nèi)激光焊接應(yīng)用率將會(huì)在近十年內(nèi)達(dá)到國外同等水平，未來激光焊接設(shè)備的收入空間可觀，激光焊機(jī)在我國汽車工業(yè)的應(yīng)用有巨大的提升空間。
