激光焊車頂?shù)母鼡Q工藝分析

◆文/江蘇 趙寶平 燕寒

激光焊車頂?shù)母鼡Q工藝分析

◆文/江蘇 趙寶平 燕寒

一、激光焊概述

激光焊接是以聚焦的激光束作為能源對工件相應區(qū)域或填充焊絲進行加熱融化形成焊縫的一種連接工藝。根據(jù)是否需要填料和焊接溫度的高低又可細分為激光焊和激光釬焊(圖1)。與其他連接工藝相比，激光焊具有焊接強度高、速度快、精度高、工件變形小、燒蝕少、焊縫美觀等優(yōu)點。

圖1 激光釬焊

二、激光焊在汽車車身制造中的應用

近年來隨著汽車技術(shù)的日漸成熟以及人們對車身性能和設(shè)計要求的不斷提高，激光焊接工藝在整車制造過程中得到了廣泛應用。激光焊根據(jù)其焊接板件的結(jié)合形式又可分為重疊焊、拼焊、釬焊等。現(xiàn)以2006款上海大眾帕薩特為例，使用激光焊接技術(shù)的部位有：開門區(qū)域、前后車頂縱梁上、前窗玻璃框側(cè)面(圖2)、前輪罩區(qū)域、后窗玻璃框區(qū)域、后封閉板上等。

在福特車系中車頂板使用的是激光釬焊(圖3)，而前縱梁使用的是激光拼焊(圖4)。

圖2 前窗玻璃框區(qū)域

圖3 激光釬焊

圖4 激光拼焊

三、激光焊車頂?shù)牟鹧b

激光焊的車頂實際上就是激光釬焊(圖5)，與二氧化碳氣體保護焊焊接不同之處是，釬焊時待連接部件的結(jié)合部位不融化。一般使用青銅制成的輔料，即焊料。釬焊時熔化的焊料填充到結(jié)合縫隙的空隙內(nèi)，并將強度高的結(jié)合部件連接到一起。由于釬焊時溫度較低對鍍鋅鋼板的鋅層影響小，并能避免結(jié)合區(qū)域發(fā)生較大的加工硬化，因此通過焊料可以較好的填補結(jié)合縫，提高密封性能。此外，釬焊加工溫度較低，熱變形也小，以福特蒙迪歐為例說明其拆裝要點。

圖5 激光焊車頂

1.車頂板的拆卸

(1)評估車輛的損傷情況，制定合理的切割方案。根據(jù)切割方案，準備所有的設(shè)備、工具等。拆卸車頂內(nèi)部相關(guān)影響切割的一些附屬設(shè)備包括前后擋風玻璃。

(2)利用氣動鉆或電動鉆，鉆除車頂板前后所有的原廠點焊焊點(圖6)，請使用專用的點焊切割器，切勿鉆通背板，否則會影響后續(xù)的安裝。

圖6 鉆除點焊焊點

(3)用氣動切割鋸從確定的切割位置斷開板件連接(圖7)，注意不要傷及背板并保持切割精度，也可以先對板件進行粗切，匹配好后再進行精準切割。

(4)根據(jù)(圖8)指示的位置利用熱風槍對其進行加熱，以軟化粘接區(qū)域，注意加熱溫度與加熱時間的把握。

圖7 汽車制造商維修手冊規(guī)定切割位置

圖8 熱風槍加熱區(qū)

(5)取下車頂板，注意勿使背板損傷或者變形；把車身上剩余的膠清理干凈并打磨掉背板上的殘留物(圖9)，如果背板變形應做整形作業(yè)以確保后續(xù)的連接精度。

圖9 處理板件

2．車頂板的安裝

新件的安裝采取的是膠粘(圖10)的工藝，它的優(yōu)點主要是：冷連接，不破壞車身強度；連接強度高，優(yōu)于焊接，不變形；適合不同材質(zhì)之間的配合連接；避免腐蝕等。

(1)準備安裝用的新件、設(shè)備以及雙組份結(jié)構(gòu)膠(圖11)

圖10 車頂板的膠粘處

圖11 雙組份結(jié)構(gòu)膠

(2)檢查新件有無損傷變形，確認無誤后進行匹配操作(圖12)。

圖12 匹配操作

(3)匹配確認后，車身背板結(jié)合面的準備(圖13)，包括結(jié)合面的整形，打磨，去除毛刺等，去除殘余的灰塵，然后用專用的除油劑進行除油操作。

圖13 車身側(cè)板件的準備

(4)對背板結(jié)合面的下部平面施涂玻璃膠底漆(圖14)，注意只刷一遍，避免來回刷涂，否則會影響附著力。同時遮蔽側(cè)面的外側(cè)(圖15)，以保證不被結(jié)構(gòu)膠污染到。

圖14 施涂底漆

圖15 遮蔽

(5)新件的準備：新件結(jié)合面的打磨，除油，以及遮蔽等操作(圖16)。

圖16 新件結(jié)合面的準備工作

(6)新件結(jié)合面的結(jié)構(gòu)膠的施涂與處理：在刷涂均勻的結(jié)構(gòu)膠上再施涂一層結(jié)構(gòu)膠(圖17)。

圖17 結(jié)構(gòu)膠的施涂與處理

(7)車身背板結(jié)合面結(jié)構(gòu)膠的施涂與均勻刷涂(圖18)，主要包括兩個內(nèi)側(cè)面以及前后端。

圖18 車身側(cè)板件的結(jié)構(gòu)膠的施涂

(8)在車身側(cè)車頂橫梁上施涂車身密封膠(圖19)，在施涂底漆的區(qū)域上施涂上玻璃膠。

圖19 車身密封膠與玻璃膠的施涂

(9)新件的匹配、安裝、固定(圖20)。

圖20 新件的安裝

(10)車頂板前后點焊操作(圖21)，請注意，使用的電焊機一定要有膠粘點焊功能。

圖21 前后膠粘點焊操作

(11)新裝車頂?shù)陌惭b后處理(圖22)，用手把連接處的膠擠壓成線條感，然后撕去遮蔽膠帶。

圖22 新件施涂后處理

(12)結(jié)構(gòu)膠的烘烤作業(yè)，以漢高5045為例，如果常溫23℃，最終固化需要48h；如果強制干燥，高溫100℃，30min即可完全固化。

3.車頂安裝的失效分析

如果發(fā)現(xiàn)車頂安裝開裂，一定要認真分析原因，通過觀察找出開裂的部位，是邊角裂紋引起還是側(cè)面中部，開裂的膠在車身側(cè)面還是在新件上等等。一般安裝失效的原因有以下幾種，可以供大家參考。

(1)結(jié)合面處理不到位，比如表面不平整，打磨不徹底，除油不干凈等，導致附著力降低，這種的開裂位置比較分散，一般在烘烤的時候會出現(xiàn)。

(2)選擇過期的結(jié)構(gòu)膠或者不是經(jīng)過廠家認證的原廠結(jié)構(gòu)膠；施涂結(jié)構(gòu)膠的位置不正確；結(jié)構(gòu)膠是雙組份的混合膠，因此如果混合不均勻就開始施涂，也會導致附著力的降低。

(3)結(jié)構(gòu)膠、車身密封膠及玻璃膠未完全固化，就進行涂裝作業(yè)。

(4)車頂適配不正確，導致車頂在最后安裝時存在內(nèi)。

(作者趙寶平、燕寒工作單位:南京交通職業(yè)技術(shù)學院汽車工程學院)