【MFC推荐】探析先进焊接技术在新能源汽车领域的应用现状及发展趋势

近年来，随着新能源技术的推进与发展，新能源汽车的制造水平也在提高。作为汽车制造业的重要一环，新能源汽车制造业也已不再满足于传统的焊接技术，取而代之的是新技术的注入。为此，针对搅拌摩擦焊、冷金属过渡焊接、激光焊接等新兴焊接技术在新能源汽车行业的应用进行分析，并展望了在新能源汽车产业中焊接技术的发展趋势。

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焊接技术的重要意义

新能源汽车与传统燃油车相比，具有较高的安全性、能效和环保性能，其制造涉及多种材料和结构，其中包括铝合金、碳纤维、玻璃钢等轻量化材料和各种电气元件。在新能源汽车的生产制造过程中，焊接技术是至关重要的一环。

所谓焊接，又称熔接，指通过加热或加压或两者并用使金属间或非金属间或金属与非金属间达到原子间结合的加工工艺。作为新能源汽车制造中关键的环节，选择合适的焊接工艺对新能源汽车生产有着重要的意义。

结合现代科技发展数据化，自动化，综合化的大趋势，各类新型焊接技术出现并被应用，这极大地提高了焊接水平，使更为优质的焊接产品的出现成为可能。目前，国内外使用的冷金属转移焊接，激光焊接等新技术促进了新能源汽车制造业的长足进展。

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激光焊接技术

激光焊接技术是一种高能电子束焊接方法，其热源为具有高能量密度的激光束，激光作为一种高能量密度的电磁波，具有高聚焦度、高直线度和高可控性等特点。在激光焊接过程中，首先将激光能量聚焦到工件表面的焊接区域，将工件表面加热至熔点或汽化点，从而形成熔池。

随后，将需要焊接的工件对准焊接位置，通过合适的加压力和保护气体等条件，将两个工件熔池熔合在一起。由于其激光对被加工对象的材质、形状、尺寸、加工环境的自由度都很大。

激光的空间控制性和时间控制性容易控制，使得其适合自动化操作，而且基于激光的高能量密度和高聚焦度，激光焊接可以实现高速、高精度、高质量的焊接效果。目前，激光焊接技术在全世界都有着极高的关注度，无数企业和机构投入相关研究，技术水平发展迅速。

1960年，梅曼发明了首台激光机；1962年，激光被首次应用于焊接，但由于其功率较低，焊接质量不理想，导致激光焊接技术未被广泛接受。20世纪70年代，连续波激光机被发明并投入市场，随后美国，日本，英国等发达国家便开始对连续波激光机在焊接上的使用开始了研究和改进，并发现激光束的功率、聚焦度、扫描速度、工件的材质和厚度、保护气体等参数都会在很大程度上影响焊接质量。

随着研究的加深，各个焊接参数与焊接质量间的关联性已经被分析出来，通过调整焊接参数即可获得所需要的焊接接头。在政府的引导下，激光焊接进入高速发展期，直到现在各种机械制造业都可以看到激光焊接的影子。

在中国，激光焊接技术方面的研究起步较晚。于20世纪90年代开始，在将传统焊接技术与其结合研究后，国内也发展出了一套属于中国的激光焊接道路，而在诸多机构中，哈尔滨焊接研究所独占鳌头。

如今，激光焊接技术在中国也已被应用于各个制造产业，其中，激光焊接新能源汽车制造业尤为重要。电池包制造：新能源汽车的电池包通常采用铝合金、镁合金、钛合金等难以用传统的焊接方法进行连接的材料制造，而激光焊接可以实现高强度、高精度的连接，提高电池包的性能和安全性。

电机制造：新能源汽车的电动机通常需要使用激光焊接进行制造，以实现高精度、高质量的连接。激光焊接可以在电机部件的连接处产生极小的变形和残留应力，从而提高电机的效率和性能。

车灯制造：激光焊接可以用于汽车前灯、尾灯等部件的制造。激光焊接可以实现高精度、高质量的连接，并且可以减少材料的使用量和生产成本。但是激光焊接也存在着设备昂贵，参数调节困难，对夹具精度要求高等一系列问题，这使其在实际生产中具有一定的局限性。

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激光增材技术

增材制造技术，是利用高能量激光束熔化金属粉末成形复杂结构金属零件的技术，分为激光选区熔化（SLM）和激光直接沉淀两种。激光选区熔化是基于分层叠加制造原理，利用高能量激光束逐层熔化金属粉末成形复杂结构金属零件。

在零件已有的3D数据基础上，生成扫描路径，设备按照扫描路径，控制激光束选区熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维零件。而激光直接沉积则是激光从焊接接头顶部沿轴线方向向下射出，射在粉末聚焦点附近，将同步出射的粉末熔化。

同时，焊接接头按每层零件的扫描轨迹移动，熔化的金属液就在基体或上一层凝固层基础上完成一层实体的成形，计算机继续调入下一层图形扫描数据，重复上述动作，如此逐层堆积，最终成形出一个具有完全冶金结合的金属零件。

由于激光增材具有无需摸具，尺寸限制小，可不同材料混合加工，成形组织均匀等特点，其在直接修复组织和加固结构等方面具先天的优势。虽然该方法成形时热应力较大，成形精度不高，所得金属零件尺寸精度和表面粗糙度都较差，需较多的机械加工后处理才能使用的缺点，但具体条件不同，激光增材也会在新能源汽车产业占有一席之地。

新能源汽车产业作为新兴的制造产业，在加工制造方面综合利用国内制造技术的先进技术，在电池，车身，电机等诸多部件中都被需要焊接作为连接工序。因此，为了新能源汽车产业能有更高效、更优质的产品产出，先进的焊接技术是不可替代的。

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