AUDI B8/Q5汽車頂蓋激光焊砂眼分析研究

作者簡介：周麗 （1981——） 女 ， 職稱：講師 主要研究方向：光學(xué)，物理學(xué)

摘要：汽車激光焊接過程復(fù)雜，又受眾多因素影響，在汽車激光焊接中易出現(xiàn)激光焊砂眼、激光焊咬邊、激光焊虛焊、激光焊填充量不足、激光焊斷焊等問題。針對出現(xiàn)的激光焊接質(zhì)量問題進(jìn)行及時的返修，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：激光焊；激光焊缺陷；砂眼

在當(dāng)今汽車車身的設(shè)計和制造中已經(jīng)廣泛的使用激光焊接技術(shù)，已經(jīng)在國內(nèi)外汽車制造中被廣泛的應(yīng)用。在汽車制造中采用激光焊接技術(shù)，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且車身外形美觀，焊接過程中的熱影響區(qū)域比較小，焊接精度也較高。一汽-大眾生產(chǎn)的速騰轎車車身應(yīng)用激光焊的焊縫長度累計達(dá)到33米，而邁騰轎車更是達(dá)到了39米。

一、焊接原理

車身工件表面的熱量傳輸?shù)浇饘俨牧系纳顚樱饘俨牧显诩す獾淖饔孟拢蝗诨耍M(jìn)而發(fā)生蒸發(fā)，這種融化蒸發(fā)現(xiàn)象就會穿透金屬工件的表面，在金屬工件的深層內(nèi)形成狹長的空洞，焊接小孔沿著工件表面的接縫移動，這樣在焊接的過程中就形成了焊縫

我們介紹一下激光焊接的機理，由于激光具有非常高的能量，當(dāng)這樣高強度的激光照射到工件表面時，他與工件金屬發(fā)生相互作用，發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，光能被轉(zhuǎn)化成熱能，經(jīng)過一定的時間，融化的金屬又被冷卻，冷卻的金屬結(jié)晶，就在工件鏈接處形成了焊縫，這樣完成了激光焊接的工藝。但是由于激光的輻射功率也不盡相同，金屬融化過程也不一樣，可以將這種激光焊接的原理分為兩種：一種激光的焊接機理叫做熱傳導(dǎo)，激光具有光的特性，即激光即會被反射，也會被吸收，激光被吸收的過程中光能轉(zhuǎn)化成了熱能，這種能量以熱傳到的方式向金屬材料的深處傳播。另一種激光焊接的機理叫深熔焊，這種焊接所使用的光源的功率都比較大，即激光具有高能量，當(dāng)這種高能量激光照射金屬材料表面時，同樣發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，巨大的熱能將金屬材料融化，直至稱為蒸汽，即發(fā)生了汽化。這種金屬材料的汽化蒸汽溢出金屬表面時，對金屬材料的表面產(chǎn)生一個反作用，將已經(jīng)被激光融化的金屬溶液排向四周，這樣就形成了凹坑。隨著時間的增加，激光持續(xù)照射，凹陷就更深，焊接停止后，激光光源撤出，凹陷四周的金屬溶液就會回流，液體冷卻后就會把金屬焊接連接起來。

具體的在實際生產(chǎn)中使用哪種焊接機理，還是要根據(jù)實際材料性質(zhì)和生產(chǎn)需要來選擇，同時通過調(diào)整激光光源的參數(shù)來達(dá)到生產(chǎn)要求。其實這兩種焊接機理存在的本質(zhì)的區(qū)別，但有時在實際的焊接過程中也可以相互轉(zhuǎn)換，激光熱傳導(dǎo)焊接對系統(tǒng)的干擾小，他使金屬表面熔池封閉，金屬材料沒有被激光穿透，外界氣體不容易侵入工件。激光深熔焊穿透工件表面，凹陷不斷被溶液回填，從而容易導(dǎo)致氣孔。

二、AUDI B8/Q5頂蓋激光焊出現(xiàn)的問題及解決方案

以一汽大眾的AUDI B8/Q5汽車頂蓋激光焊接問題為例進(jìn)行焊接缺陷分析。在汽車激光焊接中易出現(xiàn)激光焊砂眼、激光焊咬邊、激光焊虛焊、激光焊填充量不足、激光焊斷焊等問題。

1、激光焊砂眼

修磨工段OP20工位檢查激光焊縫是否有砂眼，對單側(cè)砂眼小于3個的進(jìn)行返修，大于等于3個的通知主焊線優(yōu)化激光焊程序；發(fā)現(xiàn)表面砂眼用鉆頭擴孔，要求擴孔直徑小于4mm；添加助焊劑并利用烙鐵進(jìn)行溶解，溶解范圍要求覆蓋整個砂眼及擴孔直徑；用錫條進(jìn)行補錫，補錫要求覆蓋整個擴孔直徑的情況下越小，越平滑越好。對多余的焊錫用120#砂眼進(jìn)行細(xì)打磨。

2、激光焊咬邊

主焊線焊縫粗打磨工位對咬邊進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)咬邊長度達(dá)到100mm的停線，主焊線優(yōu)化激光焊程序；對咬邊小于200mm的由修磨工段用高頻進(jìn)行打磨，打磨后檢查砂眼，直到合格；對咬邊大于200mm的由主焊線和修磨線共同負(fù)責(zé)下線返修，返修方法用高頻進(jìn)行打磨，打磨后檢查砂眼，發(fā)現(xiàn)砂眼按砂眼返修程序執(zhí)行，同時記錄車號通知ZP5A監(jiān)控激光焊質(zhì)量。

3、激光焊虛焊問題

主焊線焊縫粗打磨工位對虛焊進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)虛焊長度達(dá)到25mm的停線，主焊線優(yōu)化激光焊程序；對虛焊小于30mm的由修磨工段用粗錫條進(jìn)行補錫，補錫后檢查砂眼，直至返修砂眼合格；對虛焊大于30mm小于40mm的由主焊線和修磨線共同負(fù)責(zé)下線返修，用粗錫條進(jìn)行補錫，補錫后檢查砂眼，發(fā)現(xiàn)砂眼按砂眼返修程序執(zhí)行，同時記錄車號通知ZP5A監(jiān)控激光焊質(zhì)量；大于40mm的必須由主焊線進(jìn)行激光焊二次焊接；二次焊接后由修磨人員認(rèn)可后方可上線，同時記錄車號通知ZP5A監(jiān)控激光焊質(zhì)量。

4、激光焊填充量不足

主焊線焊縫粗打磨工位對虛焊進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)填充量不足長度達(dá)到100mm的停線，主焊線優(yōu)化激光焊程序；對填充量不足長度小于200mm的由修磨工段粗打磨，檢查砂眼，直至返修砂眼合格；大于200mm的必須由主焊線進(jìn)行激光焊的二次焊接，同時記錄車號給ZP5A監(jiān)控；

5、激光焊斷焊

主焊線焊縫粗打磨工位對虛焊進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)斷焊長度達(dá)到25mm的停線，主焊線優(yōu)化激光焊程序；對斷焊小于30mm的由修磨工段用粗錫條補錫，補焊后檢查砂眼，直至返修砂眼合格；對斷焊大于30mm小于40mm的由主焊線和修磨線共同負(fù)責(zé)下線返修，返修方法用粗錫條補錫，補錫后檢查砂眼，發(fā)現(xiàn)砂眼按砂眼返修程序執(zhí)行，記錄車號通知ZP5A跟蹤；大于40mm的必須由主焊線進(jìn)行激光焊二次焊接；二次焊接后必須由修磨人員認(rèn)可方可上線，同時記錄車號通知ZP5A跟蹤。

結(jié)束語

目前這種激光焊接技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)很成熟了，他不再是一項技術(shù)，只用使用一種生產(chǎn)設(shè)備了。如今在生產(chǎn)領(lǐng)域，針對不同的產(chǎn)品，進(jìn)行總體上的技術(shù)設(shè)計，將不同的工藝設(shè)計相結(jié)合，一汽大眾已經(jīng)將激光焊接技術(shù)與智能機器人相結(jié)合，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)過程，節(jié)約人力的同時也節(jié)約了生產(chǎn)成本。智能化的生產(chǎn)已經(jīng)被汽車生產(chǎn)企業(yè)廣泛利用，先進(jìn)的激光焊接技術(shù)已經(jīng)不是傳統(tǒng)的焊接手段可比擬的了。

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