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激光焊接白车身 优异材料加工热源广泛应用

发布日期:2019-05-29 17:18:36 來源:
近十年來我國的衆多汽車制造廠紛紛開始應用激光焊接,來進行白車身的焊接。在對國外技術實行引進-模仿-國産化的道路上,我國汽車制造廠不斷突破重重技術難題,積累了自己的經驗和成果。

 

20世紀80年代德國大衆汽車制造廠率先采用激光焊接白車身以來,激光作爲一種優異的材料加工熱源在汽車白車身焊接中應用越來越廣泛。

單就白車身中采用激光焊接最普遍的車頂、側圍和後蓋上來說,在一些歐美系汽車制造廠已經成爲一種標准化的加工工藝。例如奧迪汽車的車頂與後行李箱蓋焊接已經完全放棄點焊,也完全放棄了針對點焊的大法蘭和用于密封條的凹槽設計,進而采用法蘭邊更短,材料單一的法蘭對接設計,在提高車身強度的同時滿足了對車身輕量化、減少工藝步驟、提高生産效率的要求。隨著歐美汽車制造廠對激光焊接技術的成熟使用,白車身的激光焊接不再是一種高端的焊接技術。

近十年來我國的衆多汽車制造廠也紛紛開始應用激光進行白車身的焊接,在亞洲已經走在日韓車系的前面。在對國外技術實行引進-模仿-國産化的道路上,我國汽車制造廠不斷突破重重技術難題,積累了自己的經驗和成果。如江淮汽车的大尺寸、长行程的薄板结构件的焊接,就是在德系车激光站的基础上进行了适合自己工艺特点的改装后投产运行的。

激光焊接白車身薄板最顯著的優點是能量集中,焊接速度快。不同焊縫搭接形式可采用的焊接工藝不同,焊接強度也有所不同。在此AG网址先總結一下目前汽車白車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。

焊接工藝的區分

激光溶焊具有功率密度高,加熱集中,可以焊接高熔點材料,焊縫寬度小,直線性好,焊縫技術強度相對較高等優點。缺點是焊縫易腐蝕,焊接中熔孔穩定性要求高,焊接參數調節範圍小,焊縫缺陷率很高,焊縫表面不平整,需後續打磨工序。

激光釺焊的優點是,激光能量底,熱影響和車身變形小,可焊接複雜的幾何形狀,鍍鋅層燒損少,焊縫不宜腐蝕,焊接參數調節範圍大,焊接飛濺少,焊接狀態穩定,焊縫缺陷率極低,焊縫成形美觀,焊後僅需簡單處理甚至無需處理。在無焊接缺陷的前提下對比溶焊所得到的焊縫強度略低,激光釺焊對焊絲和光斑以及焊點三處的相對位置精度要求高。

焊縫搭接方式

白车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,法蘭對接焊縫。不同的車身部位目前采用的搭接方式不同,主要是出于對母材材質,焊縫強度,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A,B,C柱、車底、側圍、擋泥板等多個部位。這種拼接方式主要采用激光深熔焊,焊接精度要求低,形成的焊縫強度高,設備價格低,操作簡單。但在焊接鍍鋅板以及表面帶有油和水的材質時,由于鍍鋅層和水油氣的揮發極易形成氣孔甚至透洞等焊接缺陷。在焊接前大多需要對板材打錨,使板材間形成空隙,易于排出揮發氣體。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,空隙過大焊縫易形成塌陷,這就對打錨設備精度提出很高要求,並增加生産工序,降低生産效率。

为了提高焊接速度,目前市面上有多种飞行激光焊头,其所焊接的焊缝拼接多是雙層叠加。

角焊縫

主要用于車門外框、車窗框、後行李箱蓋等部位。這種拼接方式焊接部位位于上層板的截斷面,焊接部位鍍鋅層,油和水的揮發氣體有足夠的排放空間,焊縫質量很大程度上得以改善。釺焊和熔焊均可采用。但激光光斑需要准確作用于焊接點,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。

角焊縫相对于雙層/多層搭接的另一個優點是法蘭邊較短,在當前車身輕量化的趨勢中越來越多的被采用。

 

法蘭對接焊縫

主要用于車頂,車後行李箱蓋,流水槽等部位。對這種焊縫的焊接主要采用激光釺焊。這種對接方式實現了夾具以及焊接在母材同一側的可能性,使夾具和車身設計更加簡單。同時,焊接過程中拼接的下部有足夠的空間排放揮發氣體,可以避免鍍鋅層和油水氣的揮發對焊縫質量的影響。焊縫成型及佳,焊接表面過渡流暢光滑,焊接後稍加處理甚至不處理就可以進入噴塗階段,但由于其占用空間較多,所以主要用于對焊接外觀要求高的車頂和後行李箱蓋還有流水槽的激光釺焊。焊接中對焊絲還有激光光斑相對于焊縫位置的確定

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