激光焊接白車(chē)身 優(yōu)異材料加工熱源廣泛應(yīng)用

              2019-08-27 10:10:00
              孫輝
              原創(chuàng)
              7859
              摘要:近十年來(lái)我國(guó)的眾多汽車(chē)制造廠紛紛開(kāi)始應(yīng)用激光焊接,來(lái)進(jìn)行白車(chē)身的焊接。在對(duì)國(guó)外技術(shù)實(shí)行引進(jìn)-模仿-國(guó)產(chǎn)化的道路上,我國(guó)汽車(chē)制造廠不斷突破重重技術(shù)難題,積累了自己的經(jīng)驗(yàn)和成果。

               近十年來(lái)我國(guó)的眾多汽車(chē)制造廠紛紛開(kāi)始應(yīng)用激光焊接,來(lái)進(jìn)行白車(chē)身的焊接。在對(duì)國(guó)外技術(shù)實(shí)行引進(jìn)-模仿-國(guó)產(chǎn)化的道路上,我國(guó)汽車(chē)制造廠不斷突破重重技術(shù)難題,積累了自己的經(jīng)驗(yàn)和成果。

              近十年來(lái)我國(guó)的眾多汽車(chē)制造廠紛紛開(kāi)始應(yīng)用激光焊接,來(lái)進(jìn)行白車(chē)身的焊接。在對(duì)國(guó)外技術(shù)實(shí)行引進(jìn)-模仿-國(guó)產(chǎn)化的道路上,我國(guó)汽車(chē)制造廠不斷突破重重技術(shù)難題,積累了自己的經(jīng)驗(yàn)和成果。

              從20世紀(jì)80年代德國(guó)大眾汽車(chē)制造廠率先采用激光焊接白車(chē)身以來(lái),激光作為一種優(yōu)異的材料加工熱源在汽車(chē)白車(chē)身焊接中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

              單就白車(chē)身中采用激光焊接最普遍的車(chē)頂、側(cè)圍和后蓋上來(lái)說(shuō),在一些歐美系汽車(chē)制造廠已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的加工工藝。例如奧迪汽車(chē)的車(chē)頂與后行李箱蓋焊接已經(jīng)完全放棄點(diǎn)焊,也完全放棄了針對(duì)點(diǎn)焊的大法蘭和用于密封條的凹槽設(shè)計(jì),進(jìn)而采用法蘭邊更短,材料單一的法蘭對(duì)接設(shè)計(jì),在提高車(chē)身強(qiáng)度的同時(shí)滿足了對(duì)車(chē)身輕量化、減少工藝步驟、提高生產(chǎn)效率的要求。隨著歐美汽車(chē)制造廠對(duì)激光焊接技術(shù)的成熟使用,白車(chē)身的激光焊接不再是一種高端的焊接技術(shù)。

              近十年來(lái)我國(guó)的眾多汽車(chē)制造廠也紛紛開(kāi)始應(yīng)用激光進(jìn)行白車(chē)身的焊接,在亞洲已經(jīng)走在日韓車(chē)系的前面。在對(duì)國(guó)外技術(shù)實(shí)行引進(jìn)-模仿-國(guó)產(chǎn)化的道路上,我國(guó)汽車(chē)制造廠不斷突破重重技術(shù)難題,積累了自己的經(jīng)驗(yàn)和成果。如江淮汽車(chē)的大尺寸、長(zhǎng)行程的薄板結(jié)構(gòu)件的焊接,就是在德系車(chē)激光站的基礎(chǔ)上進(jìn)行了適合自己工藝特點(diǎn)的改裝后投產(chǎn)運(yùn)行的。

              激光焊接白車(chē)身薄板最顯著的優(yōu)點(diǎn)是能量集中,焊接速度快。不同焊縫搭接形式可采用的焊接工藝不同,焊接強(qiáng)度也有所不同。在此我們先總結(jié)一下目前汽車(chē)白車(chē)身焊接所采用的幾種主要焊縫接形式,以及用于這些搭接形式的焊接工藝。

              焊接工藝的區(qū)分

              激光溶焊具有功率密度高,加熱集中,可以焊接高熔點(diǎn)材料,焊縫寬度小,直線性好,焊縫技術(shù)強(qiáng)度相對(duì)較高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是焊縫易腐蝕,焊接中熔孔穩(wěn)定性要求高,焊接參數(shù)調(diào)節(jié)范圍小,焊縫缺陷率很高,焊縫表面不平整,需后續(xù)打磨工序。

              激光釬焊的優(yōu)點(diǎn)是,激光能量底,熱影響和車(chē)身變形小,可焊接復(fù)雜的幾何形狀,鍍鋅層燒損少,焊縫不宜腐蝕,焊接參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大,焊接飛濺少,焊接狀態(tài)穩(wěn)定,焊縫缺陷率極低,焊縫成形美觀,焊后僅需簡(jiǎn)單處理甚至無(wú)需處理。在無(wú)焊接缺陷的前提下對(duì)比溶焊所得到的焊縫強(qiáng)度略低,激光釬焊對(duì)焊絲和光斑以及焊點(diǎn)三處的相對(duì)位置精度要求高。

              焊縫搭接方式

              白車(chē)身目前普遍采用的焊縫搭接方式包括:雙層/多層重疊搭接,角焊縫,法蘭對(duì)接焊縫。不同的車(chē)身部位目前采用的搭接方式不同,主要是出于對(duì)母材材質(zhì),焊縫強(qiáng)度,外觀以及焊接成本等因素的考慮。

              雙層/多層重疊搭接

              目前采用最多的焊縫搭接形式,主要用于汽車(chē)A,B,C柱、車(chē)底、側(cè)圍、擋泥板等多個(gè)部位。這種拼接方式主要采用激光深熔焊,焊接精度要求低,形成的焊縫強(qiáng)度高,設(shè)備價(jià)格低,操作簡(jiǎn)單。但在焊接鍍鋅板以及表面帶有油和水的材質(zhì)時(shí),由于鍍鋅層和水油氣的揮發(fā)極易形成氣孔甚至透洞等焊接缺陷。在焊接前大多需要對(duì)板材打錨,使板材間形成空隙,易于排出揮發(fā)氣體。板材間空隙距離須確保在0.2–0.3毫米之間,空隙太小排氣效果差,空隙過(guò)大焊縫易形成塌陷,這就對(duì)打錨設(shè)備精度提出很高要求,并增加生產(chǎn)工序,降低生產(chǎn)效率。

              為了提高焊接速度,目前市面上有多種飛行激光焊頭,其所焊接的焊縫拼接多是雙層疊加。

              角焊縫

              主要用于車(chē)門(mén)外框、車(chē)窗框、后行李箱蓋等部位。這種拼接方式焊接部位位于上層板的截?cái)嗝妫附硬课诲冧\層,油和水的揮發(fā)氣體有足夠的排放空間,焊縫質(zhì)量很大程度上得以改善。釬焊和熔焊均可采用。但激光光斑需要準(zhǔn)確作用于焊接點(diǎn),定位難度極高,所以在起始的激光焊接中,采用這種拼接方式不多。

              角焊縫相對(duì)于雙層/多層搭接的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是法蘭邊較短,在當(dāng)前車(chē)身輕量化的趨勢(shì)中越來(lái)越多的被采用。

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