一種新型掀背門激光釬焊形式對沖壓的影響

文／陳超群·廣汽乘用車有限公司

隨著激光釬焊技術的不斷成熟，該技術以其焊縫密封性良好、焊接效率高及容易實現自動化等優點，逐步取代電阻電焊，成為主流汽車企業非一體式掀背門外板的主要技術手段。經過行業調研，目前主流車企掀背門激光釬焊主要采用水平焊縫形式，具體如表1 所示。

表1 主流車企激光釬焊焊縫形式

某主流汽車企業(以下簡稱G 車企)在旗艦級SUV 換代車型上，為與上代車型掀背門風格保持一致(圖1)，采用了一種全新的掀背門激光釬焊焊縫形式，以下簡稱“大幾字形焊縫”，如圖2 所示。

圖1 G 車企掀背門造型風格圖示

圖2 大幾字形激光釬焊焊縫形式

G 車企沖壓生產線以四序壓機為主，零件精度用檢具配合藍光掃描儀進行檢測，“大幾字形焊縫”這種新型的焊接形式對沖壓單品的產品特征及精度保證能力提出了全新的要求，本文即從上述兩個方面闡述這種新型激光釬焊形式對沖壓的影響。

對產品特征的影響

根據不同區域的搭接特征及激光釬焊要求，我們將掀背門外板上段產品分成下述兩個重點區域，提取對產品特征的約束條件，具體位置如圖3 所示。

圖3 掀背門外板上段重點區域圖示

翻邊拐角位置

激光釬焊是利用激光束作為熱源，將焊絲融化成高溫液態金屬，填充到被焊零件的連接處，在連接處界面層中生成均勻的固溶體和共晶組織，使之與工件間形成良好的冶金結合。因此，保證工件間的搭接間隙是獲得良好激光釬焊焊縫質量的必要條件。

由于掀背門外板上下段在“大幾字形焊縫”R 角處的配合難度要比翻邊直線段高，為保證激光釬焊板材間隙要求，見圖4，拐角位置必須采用工裝夾持，上段該處翻邊高度至少為8mm，且不允許出現翻邊起皺，常見的CAE 翻邊起皺狀態如圖5 所示。為達成上述條件，必須約束拐角處R 角大小及兩側夾角，經CAE 分析，R 角越大，兩側夾角越大，該處翻邊起皺風險越低，配合效果越好。

圖4 板材間隙及翻邊高度示意圖

圖5 翻邊起皺CAE 示意圖

牌照燈位置

主流車企掀背門激光釬焊采用的水平焊縫形式，其在牌照燈位置的產品典型特征如圖6 所示，牌照燈位置有翻邊負角及造型凹臺，上述掀背門外板產品特征是由拉延、修邊、翻邊、側整形、沖孔、精修等5 ～6道工序加工而成，不適用于G 車企的四序沖壓線，因此必須采用新的掀背門產品方案，具體如圖7 所示，即將掀背門外板上段牌照燈位置分割成一個結構件，通過激光釬焊方式焊接到掀背門外板上段，再與掀背門外板下段以“大幾字形”方式焊接成一體。

圖6 主流車企水平焊縫形式牌照燈處產品特征

圖7 G 車企大幾字形焊縫牌照燈處產品特征

對精度保證能力的影響

由于“大幾字形”激光釬焊焊縫形式及產品特征與主流的水平激光釬焊不同，因而對沖壓單品的精度保證能力也有所不同。

傳統的水平焊縫形式

傳統的水平焊縫形式的沖壓單品的搭接形式主要分為兩種類型，如表2 所示。

表2 水平焊縫的兩種主要搭接形式

大幾字形焊縫形式

大幾字形焊縫形式的沖壓單品的搭接形式主要分為三種類型，如表3 所示。

表3 大幾字形焊縫的三種主要搭接形式

差異點說明

“大幾字形”焊縫形式的第二種拼接方式，工件1 在側壁翻邊高度達80mm，受四序成形限制，無法排布整形及精修工序，因此精度保證能力與水平焊縫形式不同。

“大幾字形”焊縫形式的第三種拼接方式，工件1與工件3的激光焊縫精度取決于前者的修邊線精度，因此該位置排布精修工序，從而達到激光釬焊焊縫質量要求。

結束語

本文介紹了G 車企為了造型需求，采用了一種新型的激光釬焊焊縫形式，結合該公司四序沖壓線的實際情況，對掀背門的產品特征提出了相關約束意見，并研究了該焊縫形式對沖壓單品的精度保證能力的影響。