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雷射釺焊是採用雷射將焊絲加熱，並填充到焊縫，一般情況下光斑直徑比焊絲直徑大，焊絲處於光斑中心，利用光斑邊緣加熱母材，使得焊絲更容易鋪展，從而填充在母材表面形成釺焊縫。雷射釺焊中一個顯著的特點是母材不熔化，而焊絲熔化形成焊縫。在白車身製造中，雷射釺焊主要應用於車頂、行李箱側圍落水槽、後蓋區域（見圖1～圖3）。
圖1 車頂雷射釺焊
圖2 落水槽雷射釺焊
圖3 後蓋雷射釺焊
在所有雷射釺焊中，車頂雷射釺焊長度最長、質量要求最高、控制難度最大，因此本文重點闡述車頂雷射釺焊。（1）雷射熱源集中，熱影響區窄小，工件變形小，焊縫成型美觀，焊後基本不需要後續處理。（2）雷射釺焊使車身強度提高30%～50%，減少了車身在行駛中的變形。（3）焊接密封性好，無需塗刷PVC和橡膠條（俗稱「背包帶」）。（4）相比其他焊接方法，雷射焊接一次投入成本較高，同時由於雷射焊接自身機理的原因，其對零件匹配要求非常高，對工藝參數非常敏感，對焊接設備的穩定性要求非常苛刻。雷射釺焊系統主要由雷射發生器、雷射釺焊頭、送絲機構、機器人和控制系統等構成。（1）雷射發生器。雷射發生器是產生雷射的裝置，是雷射釺焊系統中提供焊接能源的裝備。目前常用的雷射器有CO2雷射器、固體雷射器和半導體雷射器，其中半導體雷射器具有較高的光電轉換效率。常見的有Laerline公司的半導體雷射器（圖4）。
（2）雷射釺焊頭。本文使用的雷射釺焊頭主要由準直模塊、控制模塊、聚焦模塊、焊縫跟蹤模塊和氣簾模塊等部分組成（見圖5）。
（3）送絲系統。送絲系統負責焊接時穩定地送出焊絲。採用推拉式送絲機構，以保證焊絲良好的準直性及穩定的送絲速度。常見的有Fronius公司的釺焊焊機（圖6）。
（4）機器人。實現焊接軌跡的行走，同時承載雷射釺焊頭及附屬裝置、水、氣和電路等（見圖7）。
（5）控制系統。通過工業總線控制機器人、雷射器、釺焊頭、送絲機及預熱系統的時序動作，以完成焊接工作。車頂雷射釺焊常見的質量缺陷有波浪、氣孔、凹陷、假焊、焊瘤和缺口等。焊縫表面不平整俗稱「波浪」，是雷射釺焊中最常見的一種缺陷，肉眼查看焊縫表面較粗糙，高低不平，用手觸摸焊縫表面不光滑（見圖8）。
由於車頂雷射焊為客戶可視焊縫，其表面要求非常高，根據相關質量標準，合格的焊縫表面需光滑、平整、清潔（見圖9）。
雷射釺焊過程中，高溫熔化的液態金屬冷卻凝固後形成焊縫，由於液體表面是不規則的，凝固後其表面會產生波浪。因此，焊接之後一般要通過打磨來消除波浪。常見的有機器人自動打磨和人工修飾兩個步驟，如圖10、11所示。
（1）優化焊接參數。雷射釺焊過程中必須要保證雷射功率、送絲速度和焊接速度的匹配。雷射功率過小會導致焊縫流動性變差，焊縫表面容易形成高低不平的僵塊，適當增加雷射功率有助於消除焊縫表面不平整。送絲速度不宜過快，過快會導致焊絲熔化不充分，一般而言送絲速度與焊接速度保持在1:1的比例，並根據實際情況進行微調。同時，送絲速度的穩定性非常重要，可以通過送絲機構中的送、拉絲電流判斷焊絲的穩定性。（2）優化零件匹配。車頂雷射釺焊推薦將車頂、側框的零件縫隙控制在0.2mm以內。（3）調整焊接姿態和光斑焦點。由於車頂蓋與側圍的搭接面為曲面，在焊接軌跡的示教過程中一定要注意整條焊接軌跡中各個軌跡點的焊接頭姿態應儘量與車身角度保持相對一致，同時檢查各個軌跡點的焦點位置要均勻一致。（4）優化自動打磨軌跡和打磨壓力。自動打磨的好壞對焊縫質量有直接影響並會影響後道人工修飾的節拍，自動打磨中適當的增加打磨壓力，打磨軌跡適當往焊縫方向下壓可以提高焊縫質量，但會導致打磨片損耗的增加，在實際生產中要平衡質量和成本的關係。雷射釺焊的氣孔成因非常複雜，一般來說，氣孔的來源主要以下兩個因素：一是內因。焊絲、零件本身的雜質、油汙和鍍鋅層揮發導致氣孔的產生；二是外因。空氣中的H2、O2和H2O等氣體在高溫時滲入焊縫中，如圖12、13所示。
（1）優化焊接參數。降低雷射功率有助於減少焊接氣孔，但必須保證送絲速度和雷射功率的匹配，否則容易造成焊縫波浪，僵塊。同時功率也不能無限制往下降，否則會影響焊縫的強度。（2）加強零件表面的清潔。在焊前加強對零件表面的清理，一般採用無紡布進行手工擦除，也可採用機器人進行擦除（見圖14、15）。
（3）嚴密關注焊絲的成分和儲存條件。雷射釺焊常用的焊絲為CuSi3焊絲，其主要成分見附表。焊絲的成分必須進行嚴密關注，其中矽、錳元素是良好的脫氧劑，對減少氣孔有一定的幫助，而磷、鋁、鋅等氣體屬於有害元素，容易產生氣孔，必須嚴格控制。同時，焊絲儲藏時必須保持乾燥，防止氧化。一般對盤裝焊絲採用真空包裝，對桶裝焊絲應放置足量的乾燥劑，焊絲的使用需遵循先進先出的原則（圖16、17）。
車頂雷射釺焊凹陷是指焊縫中存在下塌的情況，這不僅會影響焊縫的表面美觀，而且也降低了焊縫的強度（見圖18）。
焊縫凹陷一般與車頂、側框的縫隙匹配有關。當縫隙過大時，焊絲不足以潤溼鋪展整個釺縫，並且熔化態的焊絲還會沿著縫隙漏出，形成凹陷。（1）優化零件匹配。通過優化單件尺寸、調整車頂胎膜的墊片等措施可以有效的減小零件縫隙。（2）優化雷射焊參數。對於局部縫隙較大的區域可以通過局部修改焊接參數來消除凹陷，例如，通過減少焊接速度就可以有效控制凹陷。焊縫假焊是最嚴重的一種質量缺陷，產生原因主要有焊縫處雷射能量低、雷射中止和焊絲卡絲等（見圖19）。
其中焊絲卡絲後雷射空焊會導致焊縫假焊，此時雷射所有的熱量作用在母材上會導致零件被雷射割穿，從而導致整車的報廢。因此，必須嚴格控制焊絲卡絲情況的發生（見圖20）。
（1）優化雷射參數。增加雷射功率可以減少假焊風險。（2）檢查雷射設備是否有雷射中斷的情況，調整雷射設備後重新焊接。（3）減少焊絲卡絲的情況。一方面要求焊絲廠家嚴格按照工藝進行生產，在物流運輸過程中防止焊絲振動、摔倒等情況，焊絲搬運要輕拿輕放，防止焊絲互相纏繞。另一方面，可以通過增加一個監控焊絲移動的傳感器，一旦焊絲卡絲就發送信號到機器人和雷射發生器，這時機器人停止移動，發生器停止出光。待卡絲消除後接著焊接，這樣就不會產生報廢。例如，我們可以通過監控焊機中的送絲、拉絲馬達電流來避免焊絲卡絲情況的發生。焊瘤和缺口一般發生在焊縫的起始端、結束端，主要是由於起始端、結束端焊絲和雷射的開啟與關閉時間設置不合理導致。同時，車頂零件在車身前後方向的移動也會導致該缺陷（見圖21、22）。
在起始端，如有焊瘤可以通過提前開啟雷射，如有缺口，通過調整提前開啟 送絲進行消除；在結束端，如有焊瘤可以通過延遲關斷雷射，如有缺口可以通過延遲關斷送絲消除。如參數優化無效就需要重新調整雷射焊軌跡。使用打磨片和加固型轉聚砂碟進行人工打磨+拋光進行返工（圖23、24）。
針對孔徑較大的氣孔，一般在車身車間用MIG釺焊進行補焊，焊後需打磨平整。針對孔徑較小的氣孔，在車身車間不易發現，可以通過在油漆車間電泳後用PVC進行填補（圖25、26）。
針對凹陷返工推薦使用一種新型的速幹膠水，俗稱「A B膠」，它是一種快速固化雙組分環氧樹脂。其中，白色的是固化劑，黑色的是樹脂，兩種成分按比例混合、填充後等待15～30min左右膠水即可固化打磨（見圖27）。
針對長度較短的假焊，推薦使用硬釺焊（MIG焊）進行返工。針對長度較長的假焊，一般打磨清除原有焊縫後，在雷射焊設備上重新焊接。針對焊瘤一般使用打磨機進行打磨，針對缺口使用AB膠進行修補。
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