激光焊在白車身的質(zhì)量控制

付文欽 , 賈相如

（1.江鈴五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330100； 2.江西省質(zhì)監(jiān)局質(zhì)量處，江西 南昌 330029）

激光焊在白車身的質(zhì)量控制

付文欽1, 賈相如2

（1.江鈴五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330100； 2.江西省質(zhì)監(jiān)局質(zhì)量處，江西 南昌 330029）

激光焊主要應(yīng)用在車身不等厚板的拼焊和車身焊接，焊接質(zhì)量會影響到白車身的焊接強度和剛度，影響到后續(xù)工序的裝配。本文主要闡述激光焊接缺陷產(chǎn)生的原因以及控制方法。

激光焊接缺陷 控制方法

引言

在傳統(tǒng)的白車身的焊接工藝中, 點焊和CO2焊是焊接的主要形式。近年來，隨著汽車焊接工藝的不斷發(fā)展，加上激光焊技術(shù)的成熟和完善，國內(nèi)外的汽車企業(yè)開始引入激光焊技術(shù)。相對點焊和CO2焊的優(yōu)點是焊接熔深更好、高速焊接時電弧較高的穩(wěn)定性、焊縫的韌性更好，焊接連接力更強。通常，激光焊主要應(yīng)用在車身不等厚板的拼焊和車身焊接。焊接質(zhì)量會影響到白車身焊接強度和剛度，影響到車身的密封性和裝配精度，因此，合理的焊接工藝開發(fā)設(shè)計、運行平穩(wěn)的工裝設(shè)備以及監(jiān)控手段和有效返修方法才能保證白車身的焊接質(zhì)量。

1 激光焊的焊接方法

激光焊是利用激光的高溫，將焊件之間的原子融合在一起的焊接方式。在白車身焊接主要應(yīng)用有激光熔焊和激光釬焊兩種，熔焊時焊縫中不添加任何物質(zhì)，激光直接在連接部位加熱焊接；釬焊時需要添加釬料作為填充材料，激光束加熱融化焊絲填充間隙與母材融合。

2 激光焊缺陷產(chǎn)生原因及控制方法

2.1 激光焊接缺陷

在實際應(yīng)用中，激光焊接受到焊接軌跡、工裝夾具、焊接設(shè)備、板材變形等多種因素的影響，焊接后產(chǎn)生的焊縫缺陷依然存在。特別是在焊接軌道的起點、終點、拐彎位置，對這些位置焊接時要格外關(guān)注避免質(zhì)量問題重復(fù)發(fā)生。激光焊接過程中的缺陷主要有氣孔、焊縫不平整、表面飛濺、起點和終點處焊縫偏差、偏弧、焊接燒穿和過燒、焊接變形等，這些焊接缺陷不僅影響裝配精度和外觀，并且返修難度大。

2.1.1 氣孔

氣孔產(chǎn)生的原因：

（1）焊接接觸表面上含有氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)。

（2）激光束與焊絲的交叉位置偏移。

（3）透鏡鏡片損耗。

氣孔的控制方法：

（1）焊件要保證表面清潔和無形變等質(zhì)量缺陷。

（2）調(diào)整激光束與焊絲的交叉位置。

（3）根據(jù)工藝要求定期更換透鏡鏡片。

2.1.2 焊縫不平整

焊縫表面高低不平、粗糙、焊角尺寸不均勻、視為焊縫不平整，其產(chǎn)生的原因：

（1）零件間的焊接間隙過大。

（2）焊接速度和送絲速度不匹配。

（3）定位夾具不精確。

焊縫不平整的控制方法：

（1）焊件來料尺寸合格、外觀平整。

（2）焊接速度、送絲速度、激光功率要搭配選擇，焊縫質(zhì)量才能得到保證。為了保證良好的焊接質(zhì)量。焊接速度一般選取為100-260cm/m[1]。

（3）夾具BASE平面上要裝有OPEN GATE 系統(tǒng)，以確保白車身在激光焊接過程中的精確定位。

2.1.3 表面飛濺

表面飛濺產(chǎn)生的原因：

（1）導(dǎo)電嘴磨損、焊絲伸長量過長。

（2）工件表面上的氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^。局部的導(dǎo)通，由于電流密度過大，則會產(chǎn)生飛濺。

（3）焊槍與焊縫之間的焊接角度不對。

表面飛濺的控制方法：

（1）定期更換導(dǎo)電嘴，及時清理導(dǎo)電嘴上面的焊渣；調(diào)整焊絲伸長量。

（2）焊件要保證來料表面清潔和無形變等質(zhì)量缺陷。

（3）調(diào)整焊槍與焊縫之間的角度，一般小于45度。

（4）增加打磨裝置或人工打磨。

2.1.4 起點和終點處焊縫偏差

起點和終點處焊縫偏差產(chǎn)生的原因：

（1）焊接件來料的尺寸偏差。

（2）激光焊接時的始、末選點位置的選取，導(dǎo)致焊縫成形不飽滿或熔滴過長。

起點和終點處焊縫偏差的控制方法：

（1）加強來料檢測，保證焊接件尺寸、型面合格。

（2）按照工藝要求定期檢測、調(diào)整激光焊接時的始、末位置點，確保焊接穩(wěn)定。

2.1.5 偏弧

偏弧是焊絲與焊縫之間的角度偏離焊接位置，其產(chǎn)生原因：

（1）焊縫與焊槍中心位置不對中。

（2）焊件間的焊接接口縫隙不均勻。

偏弧的控制方法：

（1）調(diào)整焊縫與焊槍中心位置使其對中。

（2）焊件來料的坡口尺寸要保證合格。

2.1.6 焊接燒穿和過燒

焊接過程中，能量過大時會產(chǎn)生熱量的積累、導(dǎo)致焊縫發(fā)生燒穿或過燒。

燒穿和焊瘤產(chǎn)生的原因：

（1）熔池溫度過高。

（2）冷卻系統(tǒng)工作不正常。

燒穿和過燒的控制方法：

（1）應(yīng)用焊接質(zhì)量檢測設(shè)備，如果發(fā)現(xiàn)焊接過程熔池溫度過高應(yīng)調(diào)整焊接參數(shù)。

（2）按照工藝要求對冷卻系統(tǒng)進行檢查，確認(rèn)冷卻泵是否工作正常，定期進行設(shè)備的維護和保養(yǎng)。

2.1.7 焊接變形

焊接過程的不均勻受熱以及由它引起的局部變形，是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因[2]。并且在不同的焊接位置，焊接變形也大不相同。明顯的焊接變形不僅影響車身外觀質(zhì)量，而且修復(fù)起來也比較困難。

焊接變形產(chǎn)生的原因：

（1）焊接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，設(shè)計時沒有考慮預(yù)留反變形的余量大小和方向。

（2）裝焊的順序不合理。

焊接變形的控制方法：

（1）設(shè)計合理的焊接結(jié)構(gòu)，設(shè)計時考慮預(yù)留反變形的余量大小和方向。

（2）在滿足工藝要求的情況下，可以分若干工位進行裝焊，防止焊接集中過熱而產(chǎn)生形變。

（3）利用支撐和定位夾緊的方式來增加焊接件的剛度，減小焊接時形變。

3 結(jié)論

激光焊接缺陷必須得到更好的控制和改善。提高焊接質(zhì)量建議以下幾點：

（1）早班開始前進行試片焊接，檢測焊接試片是否合格。

（2）嚴(yán)格按照工藝卡要求設(shè)置工藝參數(shù)（電流、壓力）。

（3）對來料進行檢查，確保來料尺寸合格。

（4）加強生產(chǎn)過程中的工裝設(shè)備檢查（日常點檢和周期點檢），確保工裝設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

（5）嚴(yán)格按照工藝卡要求檢測激光焊熔深，氣孔、夾渣、裂紋，焊縫長度，焊縫飽滿程度是否滿足工藝要求，（對關(guān)鍵部位進行100%檢測）對不合格品進行及時返工或報廢處理。

控制好以上關(guān)鍵環(huán)節(jié)，就可以有效的控制焊接質(zhì)量從而減少不合格品數(shù)量。目前，激光焊接逐漸的替代了傳統(tǒng)的點焊、二氧化碳焊接，不僅提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，而且使車身的剛度提升30%從而提高了車身的安全性。因此，激光焊接在白車身焊接中應(yīng)用更加廣泛。

[1] 王軍.汽車后行李箱艙蓋外板激光填絲焊接質(zhì)量控制[J]. 焊接技術(shù),2010，（6）；58-60

[2] 李國凡，武萬斌，陳書強，趙建忠. 汽車車架焊接及質(zhì)量控制[J]. 研究與開發(fā)，2013, (2)；77- 79

付文欽，男，1982年7月，工程師

郵箱：wzhang1@jmc.com.cn