一種新型掀背門激光釬焊形式對(duì)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(shù)的不斷成熟，該技術(shù)以其焊縫密封性良好、焊接效率高及容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代電阻電焊，成為主流汽車企業(yè)非一體式掀背門外板的主要技術(shù)手段。經(jīng)過行業(yè)調(diào)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(yè)(以下簡稱G 車企)在旗艦級(jí)SUV 換代車型上，為與上代車型掀背門風(fēng)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(fēng)格圖示

圖2 大幾字形激光釬焊焊縫形式

G 車企沖壓生產(chǎn)線以四序壓機(jī)為主，零件精度用檢具配合藍(lán)光掃描儀進(jìn)行檢測，“大幾字形焊縫”這種新型的焊接形式對(duì)沖壓單品的產(chǎn)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(gè)方面闡述這種新型激光釬焊形式對(duì)沖壓的影響。

對(duì)產(chǎn)品特征的影響

根據(jù)不同區(qū)域的搭接特征及激光釬焊要求，我們將掀背門外板上段產(chǎn)品分成下述兩個(gè)重點(diǎn)區(qū)域，提取對(duì)產(chǎn)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(diǎn)區(qū)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(tài)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(jié)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(zhì)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(xiàn)翻邊起皺，常見的CAE 翻邊起皺狀態(tài)如圖5 所示。為達(dá)成上述條件，必須約束拐角處R 角大小及兩側(cè)夾角，經(jīng)CAE 分析，R 角越大，兩側(cè)夾角越大，該處翻邊起皺風(fēng)險(xiǎn)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C(jī)AE 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(chǎn)品典型特征如圖6 所示，牌照燈位置有翻邊負(fù)角及造型凹臺(tái)，上述掀背門外板產(chǎn)品特征是由拉延、修邊、翻邊、側(cè)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(chǎn)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(gè)結(jié)構(gòu)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(chǎn)品特征

圖7 G 車企大幾字形焊縫牌照燈處產(chǎn)品特征

對(duì)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(chǎn)品特征與主流的水平激光釬焊不同，因而對(duì)沖壓單品的精度保證能力也有所不同。

傳統(tǒng)的水平焊縫形式

傳統(tǒng)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(diǎn)說明

“大幾字形”焊縫形式的第二種拼接方式，工件1 在側(cè)壁翻邊高度達(dá)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(dá)到激光釬焊焊縫質(zhì)量要求。

結(jié)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(jié)合該公司四序沖壓線的實(shí)際情況，對(duì)掀背門的產(chǎn)品特征提出了相關(guān)約束意見，并研究了該焊縫形式對(duì)沖壓單品的精度保證能力的影響。