挑戰

汽車行業正處於技術變革之中，其基本原則是：車輛所需零部件越少，生產效率就越高。「透過採用更大尺寸的部件，我們可以實現更高效的生產，並縮短裝配時間」，該公司白車身研發總監 Miguel Angel Ferrandez 表示。「除此之外，還可降低整車重量並提升安全性。」以 Ges-Gigastamping® 系列產品為代表，Gestamp 在大型結構件製造領域進行了開創性探索。這些大型結構件由高強度鋼透過熱成形製程製造而成。然而，要在工業條件下以穩定製程使並用雷射對其進行焊接仍是一項挑戰。Ferrandez 表示：「這種模壓淬火鋼帶有鋁矽塗層（AlSi），用於保護部件免受腐蝕。」       在傳統點焊中這不是問題。「但在雷射焊接中，我們起初卻遇到了不少困難。」關鍵在於，兩種不同材料在焊縫中難以實現均勻結合。TRUMPF 應用開發負責人 Nicolai Speker 表示：「更糟的是，雷射焊接還會導致金屬間相和 α 鐵素體等組織成分形成，這會對焊縫品質以及相應的結構力學性能產生不利影響。」   

解決方案

在 Gestamp 公司開發的創新型雷射焊接製程 G-Weld 的基礎上，TRUMPF 隨即展開了相關工作。G-Weld® 由 Gestamp 公司開發，旨在替代補片及搭接件中的傳統點焊製程。G 形焊縫可實現最高達五倍的焊接速度，並顯著提升生產效率與品質。「不過，如果在雷射焊接前還需要透過前置工序去除鋁矽塗層，這一時間優勢很快就會被抵消」，Ferrandez 解釋道。         解決方案：光束成形—— Gestamp 公司採用多焦距選項。該方案會將雷射束分成四道強度大致相同的子光束。    每束子光束均由一道核心光束和一道環形光束組成。   「由於不再只有一道光束，而是四道光束同時作用于熔池，所以兩種材料能夠均勻混合。「從而可避免不良組織的形成。而且，環形光束提供的額外能量還能防止飛濺的產生。」結果是：形成牢固的焊縫，能夠滿足汽車行業嚴苛的碰撞測試要求。             

落實

在開發階段，TRUMPF 專家最初使用的是 Gestamp 公司提供的材料。在後續階段，測試逐步從實際零部件擴展至整車車身，並在 Gestamp 公司開展真實碰撞測試。Ferrandez 總結道：「事實證明，這項工作是值得的，新的焊接策略確實帶來了多方面優勢。」    一方面，我們在生產和設備（例如裝配機器人）方面降低了成本，同時更簡單的裝配流程也降低了總裝階段的複雜程度。   此外，更高的焊接速度還提升了我們的生產效率，同時焊縫品質也得到了改善。「另一個重要優勢是：該雷射器不僅具備更好的可達性，還透過單面焊接實現了所謂的「半可視表面」效果。焊縫從工件背面已不可見，可直接進行塗裝。在引入這一新製程之前，Gestamp 已啟動驗證階段。Ferrandez 表示：「一旦內部驗證完成，我們就會把這項技術推廣到所有工廠。」                

展望

「市場對更簡單、更具競爭力的製造製程的需求正在不斷增長」，Miguel Angel Fernandez 表示並補充道：「尤其是我們的 Ges-Gigastamping® 系列產品，對連接製程提出了更高要求——需要實現精確、快速、無缺陷的連接，同時不產生可見的連接痕跡。     而我們的新焊接方案則為此帶來了全新可能，並有潛力從根本上改變零部件的設計與製造方式。」 

版本日期：2026.03.10