为了解决汽车工业中车身镀锌板激光层叠搭接焊的问题, 提出一种在镀锌板层叠接合面辊压一定排气通道的工艺方法, 使之在零间隙下可获得一个较好的焊接效果。实验中对比了有无排气通道下, 零间隙层叠搭接的焊接质量, 从焊缝表面形貌、飞溅产生、焊缝组织、接头显微硬度及接头力学性能等方面进行了分析。结果表明, 辊压得到主排气通道深度为125.0μm、次排气通道深度为32.6μm的复合排气通道, 在激光功率为2500W、扫描速率为25mm/s时,可以获得外观成形及力学性能均满意的搭接接头。该研究对提高车身镀锌板激光叠焊工艺是有帮助的。

为了研究镀锌板激光切割工艺, 开展了Nd: YAG脉冲激光切割机切割厚度是0.5 mm的热镀锌板的工艺实验, 使用了氮气(N2)、氧气(O2)、氩气(Ar)和空气四种辅助气体。分别使用激光电源的不同工艺参数, 包括输出电流、脉冲脉宽、脉冲频率等, 通过多次实验测出最佳工艺参数, 氮气(N2)的最佳工艺参数为电流160 A、脉宽1 ms、频率60 Hz、加工速度400 mm/min; 氧气(O2)的最佳工艺参数为电流140 A、脉宽0.8 ms、频率50 Hz、加工速度450 mm/min; Ar能切开但挂渣较多的工艺参数为电流170 A、宽1.2 ms、频率65 Hz、加工速度300 mm/min; 空气的最佳工艺参数为电流160 A、脉宽1.0 ms、频率65 Hz、加工速度300 mm/min。通过测量切缝宽度以及观察挂渣量的多少, 判断切割质量, 得到结论: 氧气适用切割较厚镀锌板, 氮气适用切割薄镀锌板, 氩气切割镀锌板效果不佳, 针对本次实验, 空气切割质量最好。

采用光纤耦合半导体激光器(LDF4000-40)组成的焊接系统，研究了其在汽车制造领域对不等厚(厚度t=0.7/1.4 mm)镀锌钢板的焊接性能。试验结果表明，与CO2激光焊接相比，光纤耦合半导体激光焊接过程更加稳定，焊缝成型美观且更易控制，焊接速度得到大幅提高；镀锌钢板焊接接头的拉伸强度和延伸率满足汽车行业的标准要求，且断裂位置在母材上；镀锌钢板焊缝金属由铁素体和部分珠光体组成，焊缝金属硬度相比于母材提高50%；在同等激光输出功率条件下，光纤耦合半导体激光与CO2激光比较，其焊接速度提高1.2 倍以上。

为了研究激光入射角变化对车身用镀锌板的焊接性能的影响, 首先采用正交试验, 通过对焊接件外观形貌分析和进行拉剪试验, 得出了激光垂直入射时较理想的焊接参量, 然后在该理想参量下进行了不同入射角度下的镀锌板焊接试验, 分析了入射角改变对焊接件外观形貌、焊缝截面、焊缝板间连接宽度以及所承受的拉剪载荷的影响。结果表明, 激光入射角小于30°时焊缝外观形貌良好, 能承受较大的拉剪载荷且拉剪试验均断裂在母材区; 焊缝板间连接宽度对抗拉剪载荷有重要影响; 板间间隙微小变化对临界入射角值有较大的影响。