早在40多年前，激光就已經出現，顯示出強大的功能，激勵著世人。經過這么多年的發展，激光技術已經滲透到各個領域，發揮了至關重要的作用。在汽車工業中，激光技術是獨一無二的。激光焊接、激光鉆孔和激光標記被廣泛使用。
1、激光技術的定義
激光是20世紀60年代的新光源。具有單色性好、指向性強、亮度高的特點。發現的激光工作物質有上千種，波長范圍從軟X射線到遠紅外線。激光技術利用偏光鏡反射激光產生的光束，使其集中在聚焦裝置中，產生能量巨大的光束。如果焦點靠近工件，工件會在幾毫秒內熔化蒸發。這種效應可用于焊接技術。
2、激光焊接技術的可行性
一般來說，激光器是根據不同的工作材料來分類的，比如半導體(GaAs，InP等。)激光器，固態(Nd:YAG等。)激光、氣體(二氧化碳、氦-氖等。)激光、液體(可調染料等。)激光器、化學激光器、自由電子激光器等。其中，氣體激光器以氣體或金屬蒸氣為發光粒子，是應用最廣泛、種類最多、激發方式最多樣化、激光波長分布區域最廣、易于實現高功率連續輸出的激光器。固體激光器是將產生激光的粒子混入固體基質中，其濃度高于氣體，因此可以獲得比較大的激光能量輸出，具有能量高、峰值功率大、機構緊湊、堅固耐用等特點。這兩種受激物質的激光主要用于激光焊接。
激光焊接技術在制造業中的應用穩步增長，從脈沖到連續，從低功率到高功率，從薄板到厚板，從簡單的單縫到復雜形狀。激光焊接在不斷進化的過程中逐漸成為一種成熟的現代加工技術。激光焊接可分為脈沖激光焊接和連續激光焊接。在連續焊接中，可分為熱傳導焊接和深穿透焊接。隨著激光輸出功率的增加，特別是大功率CO2激光器的出現，激光深熔技術在國內外得到了迅速發展，最大焊接深寬比達到12: 1。激光焊接材料也從普通低碳鋼發展到今天的焊接鍍鋅板、鋁板、鈦板、銅板、陶瓷材料，激光焊接速度達到了每分鐘幾十米。激光焊接技術日益成熟，已經廣泛應用于生產線，如汽車生產線。
據有關統計，在發達的工業國家美， 歐，50%-70%的汽車零部件都是用激光加工的。其中激光焊接和切割是主要的方法，激光焊接已經成為汽車工業的標準工藝。汽車車身覆蓋件激光焊接可以將不同厚度、不同表面涂層的金屬板焊接在一起，然后壓制，使覆蓋件結構達到最合理的金屬組合。激光焊接速度在4.5m/min左右，變形小，省去了二次加工。激光焊接加快了用沖壓零件替換鍛造零件的過程。通過激光焊接，可以減少搭接寬度和一些加強件，還可以壓縮車身結構本身的體積。僅車身重量就能減輕56kg。激光焊接用于焊接車頂外殼和框架，以及傳輸轉換器的蓋板。它由數控系統控制。其循環時間約為16秒，實際焊接時間只有3秒。可以一天24小時連續運行。激光束用于焊接汽車變速箱總成和底盤，焊接速度快，易于自動控制，易于集成到柔性制造系統中。激光束改善了制造商的產品設計和生產周期，降低了成品的廢品率。
3、激光焊接機在汽車工業中的應用
激光焊接機可以給汽車制造業帶來巨大的經濟效益，比如汽車車身裝配中的大量點焊。兩個焊頭夾在工件邊緣進行焊接時，法蘭寬度需要16mm，而激光焊接是單邊焊接，只需要5mm。如果采用點焊作為激光焊接機，每輛車可節約鋼材40kg。兩個0.8mm鋼沖壓件采用傳統點焊焊接，平均20點/分，焊接距離25mm，即速度0.5m/min，激光焊接速度可達5m/min以上。采用激光焊接機技術不僅降低了成本，而且大大提高了生產效率。目前一套千瓦級激光加工機器人系統只需要幾十萬美元，新型激光器的安全性和可靠性也有保證，其停機率僅為2%，防護措施極其可靠。激光焊接時，工件的接觸面需要緊密配合，在技術上不容易實現。但目前先進的夾緊方式和適合激光焊接的法蘭設計解決了這個問題。隨著激光焊接機技術的逐漸成熟，各大汽車廠商無一例外地將激光焊接應用于汽車生產線。
美國是第一個將高功率激光引入汽車工業的國家。美國汽車工業中心底特律，有40多個激光加工站，用于切割汽車金屬零件和焊接齒輪，從而將汽車的改裝從5年縮短到2年。美國汽車公司采用了22條激光加工生產線，美國福特汽車公司采用Nd:YAG激光結合工業機器人焊接車身，大大降低了制造成本。2000年，美國三大汽車公司50%的電阻點焊生產線被激光焊接生產線取代。在日本，激光焊接在生產線上的成功應用引起了全世界的關注。比如汽車車身制造中的激光焊接薄鋼板再沖壓的新方法，世界上大多數汽車制造商都在沿用。世界上許多著名的汽車公司都建立了專門的激光焊接生產線：蒂森鋼鐵公司的汽車地板拼焊生產線，大眾汽車廠的齒輪激光加工生產線，奔馳汽車廠18個工廠中有8個安裝了激光加工設備。
激光焊接機在汽車工業中主要用于汽車車身焊接和拼接毛坯焊接。為了滿足市場和客戶的需求，需要對車身和制造工藝進行改進，車身價值約占汽車總價值的1/5。激光焊接工藝可以顯著提高車身的抗沖擊性能和抗疲勞性能，提高汽車的質量。由于激光焊接由計算機控制，具有很強的靈活性和機動性。可以焊接門板、擋板、齒輪、儀表板等特殊形狀的零件。它還可以完成車頂和側墻、發動機框架和散熱器框架等的裝配。如果加上光纖傳輸系統和機械手，可以實現自動化的汽車裝配線。利用光纖傳輸約3KW的Nd:YAG連續激光器、點焊系統和生產線上的夾具可實現自動焊接。通用，奔馳，等。采用了這一系統，并將其應用于最新型號的生產線。激光焊接系統幾乎可以滿足完美加工的要求，并在效率、經濟性、安全性、強度和耐腐蝕性方面具有優異的性能。
汽車的車身和底盤由300多種零件組成。幾乎所有材料無論厚度、品牌、類型、等級都可以通過激光焊接焊接在一起，制成各種形狀的零件，大大提高了汽車設計的靈活性。拼坯是在充分分析車身結構的基礎上，對零部件進行優化設計，使其可以由幾個典型的毛坯焊接而成，大大減少了模具數量，提高了材料利用率。而且不同厚度的坯料可以用在不同強度要求的零件上，可以一次沖壓成型，減輕了重量，提高了精度，耐腐蝕和安全性能大大提高，車身結構也大大簡化。豐田側圍生產線采用拼接毛坯焊接技術，模具數量減少到4個，材料利用率達到65%。加上其他部件，每輛車的成本降低了30多美元，大大增加了汽車制造商的收益。
目前在國外，德國大眾公司的奧迪A6、高爾夫A4、帕薩特等品牌的車頂都是激光焊接，寶馬、通用公司的車架頂部也是激光焊接。通用、豐田、福特、寶馬、菲亞特、奔馳、大眾公司均采用激光拼焊板技術，而美國三大汽車公司和奔馳公司在德國采用激光焊接傳動件。大眾公司、通用公司、奔馳公司和日產公司應用了激光切割技術，菲亞特公司和豐田公司應用激光涂覆發動機排氣門，大眾公司應用激光表面硬化發動機凸輪軸。
在中國，來自國內的優質車輛，如帕薩特， 別克， 奧迪，等。全部采用拼焊板進行激光焊接，國內對激光焊接技術的改造已經開始，國內率先采用激光焊接技術(代替激光焊接)。走在前列的是一汽大眾，而一些國內汽車制造商正在逐步采用這項技術。目前一汽應用激光技術大眾， 一汽奧迪A6頂蓋和寶來后蓋采用激光焊接，速騰車身頂蓋和后蓋采用激光焊接，焊接長度超過30米。一汽使用的設備是德國Hassya G3 KW激光器和Kuka機器人，一汽汽車公司的車身板件是用激光切割的。使用的設備是德國， Arnold 3kw三維五軸CO2激光加工機一汽底盤零件廠制動蹄片激光硬化，使用的設備是國產2KWCO2激光加工機，一汽模具中心薄板激光切割，使用的設備是國產1.5KWCO2激光加工機。隨著激光焊接技術的成熟和激光焊接機價格的下降，中國的奇瑞汽車也開始采用激光焊接技術。
4、激光焊接機技術的前景
激光焊接機技術對傳統的汽車焊接技術產生了沖擊，各大汽車公司對此都持非常積極的態度。采用新技術意味著更強的競爭力，尤其是在競爭激烈的汽車行業。激光焊接技術在焊接鋁材、用焊接件代替鑄件、焊接整體車身框架結構等方面的應用前景最大。激光器廠家要抓住商機，在激光器的機動性和體積上下功夫，用光纖傳輸激光，讓激光器更適合汽車生產線的需要。國內一些激光產品的廠商也逐漸意識到了這一點。如東莞市創鴻激光智能科技有限公司生產的激光焊接機，采用光纖耦合聚焦，使用方便。激光頭可遠離焊接區域，激光性能穩定可靠，使用壽命長。它也可以使用傳統的光學系統。該激光焊接機可用于激光焊接、激光切割和打孔，一機多用，特別適用于激光加工車間和自動化生產線。
5、總結
21世紀汽車工業正在步入能按照用戶要求進行柔性模塊式生產的方式，傳統加工工藝不能滿足新生產方式的需要，這給激光焊接技術的大規模應用提供了一個機遇，激光焊接技術及其他激光加工技術在汽車領域中一定會有更大的發展，成為汽車工業中重要的加工方法。
