汽車頂蓋激光焊釬焊研究

周 麗

長春建筑學院，吉林長春 130607

1 概述

激光焊接技術從上世紀80年代起，運用于汽車車身制造領域中。激光焊技術的應用是光學與金屬學的融合，在薄板焊接領域開辟了新的技術。激光作為焊接光源，具有能量密度較高的特點，并且焊接和切割速度快，它的加熱范圍較小，激光焊接的形變量小和深寬比大，焊縫較窄，激光加工的熱影響區域窄，廣泛應用于白車身制造領域。近年來，激光焊接設備成本逐漸降低，進而使白車身激光焊接技術得到了推廣，在汽車制造的各個領域激光焊接技術得到廣泛的應用，成為汽車激光焊接領域的新發展方向。

2 激光釬焊工藝

激光釬焊是激光焊接技術中的一種焊接方法，由于激光能量密度大，可以作為熱源，將焊絲材料熔化，激光光速經過聚焦后照射在焊絲表面，在機器人的牽引下，將熔化了的焊絲材料浸潤到被焊接的工業零件上，已經被激光熔化的焊絲填充到要焊接的生產工件之間，使生產工件間得到很好的結合，完成激光焊接工藝。

在激光釬焊工藝中，整個焊接系統的焊接速度很快，而且焊縫比較狹窄，對外關也有很高的要求，焊接系統對焊接參數要求精確，同時對焊接工藝中的送絲速度較精確，對平穩性要求也很高。

激光釬焊時釬料的選則也很重要，要求解約成本，符合設計要求，要結合目材的性能，達到激光釬焊的加熱調件。這就要求所選用的釬料要有合適的熔點，它的成分要均勻，穩定性要好，并有良好的潤濕性，釬料與目材結合的牢固，具有激光熱源的性質，符合節約成本的要求。

3 激光釬焊的優點

激光焊接技術中的激光釬焊具有很多優點，在工業生產中，進行激光釬焊的母體材料本身并不熔化，僅僅是使選用焊接釬料熔化，這樣可以焊縫表面非常的光滑，使生產工件的外形更加美觀，其密封性也比較好，使工件的焊接區域得到了大大的加強，提升了安全性能。

1）激光釬焊具有單面加工、搭邊量小、焊接質量穩定、非接觸式加工、焊接速度快、焊接變形小等特點；2）激光釬焊進行局部加熱，不易產生熱損傷，熱影響區較小，加熱溫度較低，只在加工工件的焊縫表面產生熔化現象。同時具有自然浸潤的特點，加工過程中釬料無飛濺的特點，加工工件間的焊縫的質量非常高，操作過程中不需要經常更換焊炬和噴嘴，節約加工成本；3）進行拼焊。對于造型復雜的汽車頂蓋，在加工生產中要將汽車頂蓋拆開，分成兩部分，然后利用激光釬焊技術將分開的兩部分進行拼接熔焊，使之成為一個完整的工件；4）激光作為熱源，激光能量密度大，對于熱輸入可以精確控制和調節，縮短冷卻和加熱的時間，提高激光釬焊的焊接速度，在現代化生產中更容易實現自動化焊接。

4 激光釬焊的局限性

在實際工業生產中，在激光焊接過程中，工件間的焊縫質量缺陷依然會出現。它受到很多因素的影響，例如操作空間狹小，設備陳舊老化，焊接過程軌跡設計不合理等。

1）激光釬焊中容易出現氣孔，例如母材表面不夠清潔，鏡片的損耗度大，釬焊絲與激光束交點相對位置發生改變等，焊縫表面都會出現不同狀態的氣孔；2）焊接過程中出現熔焊型焊縫，它要受到送絲機構穩定性的影響，受到送絲過程中釬焊絲剩余多少的影響；3）容易出現焊縫單邊焊，在進行工件間的焊接前，激光束與導嘴處焊絲的相對位置發生偏移，最終只能導焊絲與板件單邊接觸，不能在生產工件的焊縫間隙內潤濕和鋪展；4）焊縫開始或者尾端，釬料沒有填滿焊縫，或者釬料伸出焊縫表面；5）被焊接的板件被激光燒穿，受到機器人故障的影響，冷卻水溫度的影響；6）容易出現激光熔焊與激光釬焊共存的現象，受送絲機構中釬焊絲剩余量多少的影響，受到送絲機構穩定性的影響。

5 新寶來汽車頂蓋激光釬焊問題研究

1）激光釬焊運行參數：焊點光束直徑是焊絲直徑的2倍。當焊絲直徑＞=1.6mm時，機器人速度＞送絲速度10%。當焊絲直徑＜1.6mm時，機器人速度＜送絲速度10%。選用的運行參數為：機器人速度=39mm/s，焊絲直徑=1.6mm，焊絲速度=2.4mm/s，熱絲電流=167A，激光功率=2500W焊接角度=15度，焊點光束直徑=3.2mm；2）新寶來頂蓋激光釬焊中出現的問題。由于新寶來頂蓋與側圍之間的間隙過寬(在18mm左右)，在這個間隙涂上PVC膠，進行噴漆，經過路試后漆面會產生裂紋。為保證產品質量，需對此質量缺陷進行改進，盡快彌補，避免其對生產銷售產生影響；3）解決措施。將原來的汽車頂蓋加寬，使汽車頂蓋和側圍的間隙由原來的18mm左右減少到9mm，間隙減小后，漆面會產生裂紋的的概率大大降低。但是前提激光焊釬焊焊縫必須進行改進。經過分析，新寶來頂蓋激光焊釬焊改進必須要有輔助夾具壓輪的幫助，再通過對鏡頭角度，機器人軌跡，壓輪支架結構以及對位置重新設定，重新設計壓輪、鏡頭的角度，修改機器人的軌跡、鏡頭參數、送絲速度。

6 結論

激光釬焊焊縫外觀質量良好，焊縫均勻、平整光滑，外形美觀，激光焊接不僅有著焊接效率高，外成形美觀，熱影響區域小及精度高等一系列優點，更重要的是它大大增強了車身焊接強度。提高了汽車的安全品質。

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