汽車頂蓋與側圍激光釬焊焊縫的檢測

摘要：本文主要概述了汽車頂蓋與側圍激光釬焊鈑金配合方式，介紹了汽車側圍與頂蓋激光釬焊處單件精度控制點的識別。結合激光釬焊對于零件搭接面的精度要求，討論了如何精確檢測側圍外板與頂蓋外板激光釬焊控制點的方法。通過準確識別激光釬焊零件控制點，設計正確的基準及檢測塊，合理布置檢測點并編制檢測表計算測點極差，從而得出側圍與頂蓋零件激光焊縫的準確檢測數據。這對頂蓋、側圍模具制造，激光釬焊生產線調試起到指導作用。

關鍵詞：汽車覆蓋件;檢具;激光釬焊;測量;設計

中圖分類號：U463.8 文獻標識碼：A

0引言

頂蓋與側圍激光釬焊外觀質量良好，焊縫均勻、平整光滑，所以頂蓋與側圍激光釬焊被眾多車型采用。但頂蓋激光釬焊對沖壓單件精度要求高，而準確檢測頂蓋與側圍外板激光釬焊關鍵控制點的精度，則是沖壓單件尺寸精度控制的前提，也是激光釬焊生產線調試的依據。

1頂蓋外板與側圍外板激光釬焊關鍵控制點的識別

頂蓋外板與側圍外板激光釬焊鈑金貼合為線接觸。側圍拼裝完成后，頂蓋落在2個側圍之間，接觸點決定了側圍和頂蓋2個零件的相對位置關系（圖1）。此接觸點周圍的面均為光順的弧面，尤其是頂蓋外板接觸點處的面，為一個半徑約為2.0mm的圓弧面，接觸點在零件實物上較難識別。

找到鈑金接觸點，測量此接觸點的精度，可以反映出頂蓋和側圍鈑金貼合點尺寸精度。而激光釬焊填充在鈑金接觸點上方的鈑金縫隙內，如果鈑金貼合點精度良好，則可一定程度保證激光釬焊縫隙大小均勻。故可以將側圍與頂蓋鈑金貼合點作為激光釬焊關鍵控制點來檢測。

2頂蓋外板與側圍外板激光釬焊關鍵控制點尺寸精度要求

頂蓋外板與側圍外板裝配為自適應匹配，對激光釬焊填充面的輪廓度要求較高。頂蓋外板激光釬焊填充面位置度要求為±0.4mm，側圍外板激光釬焊填充面位置度要求為±0.5mm。頂蓋與側圍整條焊接貼合整段面輪廓度要求為0.6mm，每150.0mm輪廓度要求0.3mm。頂蓋與側圍激光釬焊填充面對整段面的光順度要求高于一般的沖壓件，整段面不允許有較大的起伏和突變。某車型頂蓋外板與側圍外板激光釬焊填充面精度要求如圖2和圖3。

3頂蓋與側圍激光釬焊填充面關鍵控制點檢測基準設計

3.1頂蓋外板激光釬焊填充面關鍵控制點檢測基準設計

頂蓋外板激光釬焊填充面位于頂蓋外板兩側圓弧面上。檢測頂蓋外板激光釬焊填充面的精度有3種選擇。

（1）按照車身坐標方向Y向面的隨型偏置面作為檢測基準，用此檢測面可檢測出頂蓋外板Y向最大輪廓（圖4）。此時檢測點在鈑金貼合點上方，接近激光釬焊填充面。

（2）以頂蓋型面偏置3.0mm面作為檢測基準，則實際檢測點在鈑金貼合點的下方（圖5）。此時檢測基準來源于頂蓋型面，設計上最容易實現。

（3）用鈑金貼合點處側圍型面的3.0mm偏置面作為檢測基準，此時檢測點為頂蓋外板與側圍外板鈑金貼合點。

以上3種方案中，第1種的檢測位置雖靠近激光釬焊填充面，但不檢測鈑金貼合點，就不能確定零件的側圍和頂蓋的相對位置關系，故不能選擇此方案。第2種的檢測基準面雖然設計上較容易實現，但其檢測點離激光焊接貼合面較遠，且不是鈑金貼合點，通常不推薦此方案。第3種可準確檢測鈑金貼合點，故選擇此方案。

用翻轉塊作為頂蓋激光釬焊焊縫的檢測塊，用側圍外板型面法向3.0mm偏置面作為鈑金貼合點檢測基準。為了兼顧檢測頂蓋外板外觀面，檢測塊上平面需要做成與頂蓋外觀面的相切面，這樣用百分表可以檢測頂蓋外板外觀面（圖6）。由于頂蓋激光釬焊面為連續填充面，故相應檢測塊也要做成連續的。

為了兼顧制作和操作方便，檢測塊長度可設計在每塊3000 mm左右，檢測塊之間的間隙在5.0mm內（圖了）。檢測塊要覆蓋整條激光釬焊焊縫，激光釬焊起始和結束位置圓角尤其不能遺漏，防止零件圓角位置面畸變造成激光釬焊不良。頂蓋Y向基準位于激光焊縫處，為了保證基準剛度，Y向基準會做得比較寬，故Y向基準除基準點處留5.0mm寬作為基準面外，其余面也要加工成檢測塊來檢測激光焊縫。

3.2側圍外板激光釬焊填充面關鍵控制點的檢測基準設計

側圍外板檢測基準的設計則需要與頂蓋外板檢測基準做對應，兩者檢測點需要互相關聯。因頂蓋外板選取與側圍外板鈑金貼合點作為檢測點，故提取頂蓋外板與側圍外板鈑金貼合點交線作為檢測線。選定檢測線后延激光釬焊側圍填充面法向偏置3.0mm即為檢測基準線。同步補充出檢測基準面即可得到檢測基準，可選擇側圍型面偏置面作為檢測基準面（圖8）。

同樣需用翻轉塊作為激光焊縫檢測塊，為了兼顧側圍外觀面檢測，檢測塊上表面需做成與側圍型面相切的面。與頂蓋相同，側圍激光焊縫檢測塊也需要做連續的，單個檢測塊長度300.0mm左右，檢測塊之間間隙在5.0mm以內（圖9）。激光釬焊起始、結束的圓角，側圍B柱、C柱等容易發生面畸變的位置尤其需要檢測控制。激光焊縫附近的基準面夾鉗不能打斷激光焊縫的檢測塊，可根據實際情況設計缺口避讓夾鉗或把夾持放在檢測塊下方。

4檢測工具選擇

因頂蓋外板激光焊接檢測點位于頂蓋外板圓弧面上，以側圍外板偏置面為檢測基準面，用間隙尺檢測將難以準確找到檢測點。因為間隙尺擺放角度不同，讀數視角不同，所檢測的結果也不同。間隙尺本身就存在讀數誤差，再加上擺放角度誤差，檢測誤差無疑會加大，故需選擇塞尺檢測此處激光焊接搭接點。為便于快速檢測判斷，可制作2.5～3.5mm的專用塞尺，即2.5mm開始，每隔0.1mm制作一個賽片，配備到檢具上。

同理，為保證檢測位置準確，側圍外板激光釬焊檢測點也需用塞尺檢測。

5頂蓋與側圍激光釬焊填充面關鍵控制點測點布置

頂蓋與側圍激光釬焊填充面為連續焊接貼合，中間無斷點。故相應檢測基準面和測量點也要連續布置，不能中斷過大。因頂蓋外板落在2個側圍之間，激光釬焊填充面離空最大的地方往往出現在頂蓋前后兩端，故激光釬焊開始和結束階段尤其需要加密測點，從而排除零件自身尺寸偏差造成的離空，好重點調試焊接生產線。

某車型頂蓋激光釬焊起始段a，結束段c以25.0mm為間隔布置測點，中間段b則以50.0mm為間隔布置測點（圖10）。頂蓋左右兩側測點布置需對稱。為保證側圍與頂蓋測點一一對應，便于分析數據，側圍測點也需按照頂蓋的間隔布置，并做到X向坐標一致。為保證測量重復性，需在檢測基準塊上刻出測量點，標出測量序號，以保證同一序號下每次測量位置相同。

6測量表編制及尺寸極差計算

嚴格按照測點布置要求編制測量表，并把測量數據錄入表中。激光釬焊關鍵控制點單側從1號測點起，逐測點150.0mm范圍內計算一次測量值極差，單側所有測點再計算一次極差，并判斷是否在要求范圍內。以此來判斷是否有測點測量值波動過大。

因為頂蓋和側圍激光焊接搭接點測點一一對應，可將左右側圍外板和頂蓋外板3個零件的激光釬焊檢測點編入同一個檢測表中，計算對應測點測量值差值，便可評估出沖壓單件測點偏差情況。有了準確的檢測數據，頂蓋外板和側圍外板的模具調試與修改就可以此為依據。激光釬焊生產線也可以此數據排查焊接故障。

7結束語

準確找到并選擇合適的激光釬焊關鍵控制點，制作正確的測量基準，選擇正確的測量工具，便可準確測量出控制點尺寸偏差。合理布置測量點并計算關聯測量點極差，就可判斷出激光釬焊貼合面是否平順。實踐證明，用此方法測量激光釬焊搭接面，可有效指導頂蓋外板與側圍外板的模具制造和調試，進一步降低激光釬焊故障發生率。