激光拼焊板助力汽车轻量化：从原理到应用

激光拼焊板助力汽车轻量化：从原理到应用

在全球环保意识日益增强的背景下，汽车轻量化已成为实现节能减排的关键途径。特别是在中国提出“碳达峰”和“碳中和”的战略目标后，新能源汽车的发展和应用正在加速普及。然而，由于电动新能源汽车使用电池替代传统发动机，整车质量显著增加，这不仅影响能耗，还限制了续航里程。因此，新能源汽车对轻量化的需求尤为迫切。

激光拼焊板技术作为实现汽车轻量化的重要途径，近年来在汽车制造领域得到了广泛应用。该技术的核心是在将不同材质、厚度或性能的板材通过激光焊接方式组合成一体，然后再进行整体成形。这种工艺不仅能够提升车身结构的刚度和强度，还能有效降低汽车振动和噪声，提高整车的舒适性和安全性。

激光拼焊板技术的基本原理是先通过激光将不同规格的板材精确焊接在一起，形成定制化坯料，然后利用热冲压等工艺对拼接后的板材进行塑性变形，最终形成复杂形状的零件。这种技术具有以下显著优势：

• 轻量化效果显著：通过使用更薄的钢板和优化材料布局，可以实现大幅减重。例如，采用热成形件可以比传统钢板减重30%。
• 提升安全性能：激光拼焊技术能够保证焊点在分子水平上连接，有效提升了车身的刚度和碰撞安全性。
• 降低成本：通过减少零件数量和模具使用，优化材料用量，从而降低整体制造成本。
• 提高生产效率：激光焊接速度快，热影响区小，能够实现高精度、高质量的焊接。

一体式激光拼焊热成形门环是激光拼焊板技术在汽车轻量化中最典型的应用之一。门环是汽车侧面结构的关键部件，对提升侧碰安全性至关重要。传统上，门环由多个单独热成形零件通过二次焊接工艺组装而成，而一体式激光拼焊热成形门环则将这些零件集成在一起，形成一个整体零件。

2007年，知名钢铁厂商ArcelorMittal首次提出一体式激光拼焊热成形门环的方案。该方案将4块不同厚度的Usibor1500P钢板激光拼焊后一体化热成形，与单独热成形安全件相比，减重达20%。在侧面碰撞测试中，B柱变形侵入量显著减小，正面碰撞中仪表盘变形侵入量至少减少了16%。

2014年，Honda Acura MDX成为首个采用ArcelorMittal开发的门环的车型，而2016年Chrysler Pacifica则采用了优化后的一体式激光拼焊热成形门环，成功减重8.64kg，并因此获得美国高速公路安全保险协会（IIHS）的顶级安全奖。

国内车企也在积极应用这一技术。长城、长安、比亚迪、广汽等企业均针对一体式门环进行了开发和应用。例如，长城汽车在其最新车型中采用了激光拼焊热成形门环，不仅提升了车身强度，还实现了显著的减重效果。

岚图汽车科技有限公司在激光拼焊板技术应用上实现了重要突破。该公司采用1000、1500和2000MPa三种不同强度级别的热成形材料，将5种不同厚度的板料和2个补丁板经激光拼焊后成形为一体式门环。这种创新方案不仅设置了韧性区域以吸收碰撞能量，还在高强度区域防止碰撞时的侵入，从而综合提升了吸能性和安全性。

尽管激光拼焊板技术在汽车轻量化中展现出巨大潜力，但仍面临一些挑战：

• 设备成本高：激光焊接设备的初期投资较大，对中小企业来说是一笔不小的开支。
• 技术要求严格：需要专业操作人员和严格的生产环境控制。
• 工艺复杂：涉及激光拼焊、热冲压等多个工艺环节，需要精确控制。

然而，随着技术的不断进步和市场竞争的加剧，这些问题正在逐步得到解决。激光拼焊板技术的未来发展前景广阔，有望在更多车型中得到应用，为实现汽车轻量化和“双碳”目标做出更大贡献。

激光拼焊板技术作为汽车轻量化的重要途径，不仅能够有效降低整车重量，还能提升安全性能和生产效率。随着技术的不断创新和成本的逐步降低，其在汽车制造领域的应用将越来越广泛，为实现“碳达峰”和“碳中和”目标提供有力支持。