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浅论激光焊接技术在汽车白车身焊接中的应用,及其对冲压件的质量要求(压力山大)

4月前浏览4452


激光焊接概述


汽车覆盖件激光焊接是一种利用高能量密度的激光束对材料进行局部加热,使材料在瞬间熔化并形成焊缝的焊接技术。这种技术在汽车工业中得到了广泛应用,特别是在车身覆盖件的制造过程中。激光焊接能够显著降低车身重量、提高装配精度、增加车身刚度,并降低 制造成本。

激光焊接的关键技术要点包括激光功率、焊接速度、离焦量和保护气体的选择。激光功率决定了焊接的深度和速度,焊接速度则影响熔深和焊接质量。离焦量的调整可以影响焊缝的宽度和深度。保护气体的使用有助于防止焊接过程中的氧化,同时可以吹散等离子体。

在汽车覆盖件的制造中,激光焊接技术已经成为标准工艺。例如,德国BMW公司在20世纪90年代中期首次使用激光焊接机器人完成了BMW5系列轿车的第一条焊缝。此后,许多汽车制造商如奥迪、大众、通用、丰田、福特、宝马和奔驰等都相继采用了激光焊接技术。这些企业在车顶、车门、侧围等部位广泛应用激光焊接技术,以提高产品质量和生产效率。

激光焊接的优势在于其高精度、高效率和良好的焊接质量。它可以实现复杂形状的焊接,且焊接过程中几乎没有材料损耗。然而,激光焊接也面临一些挑战,如焊接厚度的限制、对工件装配精度的高要求以及较高的初始投资成本。



激光焊接优劣势对比


我们先来一张表格,帮大家定性的对比一下激光焊接和电阻焊接的特性或优劣

特性/优势激光焊接电阻点焊

焊接速度

相对较慢

热影响区域

较大

焊接质量

高,焊缝美观,无明显焊缝痕迹

较低,焊缝可能不均匀

材料适应性

广,可焊接多种材料,包括异种材料

受限,通常用于金属,对材料有要求

焊接精度

高,可实现精细焊接

较低

能耗

相对较高

初始投资

维护成本

设备使用寿命长,但一次性维护成本较高

需要定期更换电极,但一次维护成本较低

操作难度

低,自动化程度高

适中,需要熟练操作工

适用性

适合复杂形状和精密部件的焊接

适合大批量生产中的简单部件焊接

环境影响

较小,无烟尘和有害气体排放

较大,可能产生烟尘和有害气体

后续处理

少,通常不需要打磨或填充材料

可能需要打磨或填充材料

安全性

高,操作人员距离远,辐射低

中等,需要注意电击和热伤害

激光焊接在焊接速度、质量、精度等方面具有显著优势,但其高昂的初始投资成本和维护费用可能限制了其在某些应用场景中的普及。相比之下,传统电阻点焊虽然在技术上不如激光焊接先进,但其成本低廉和技术成熟的特点使其在一些成本敏感型的应用中仍然占有一席之地。



激光焊接在车身覆盖件制造中的质量保证


激光焊接是一种先进的焊接技术,它在汽车车身覆盖件制造中的应用越来越广泛。为了确保焊接质量,需要考虑以下几个关键因素:

  • 对接间隙:在激光填丝焊过程中,对接间隙的大小直接影响焊接质量。当对接间隙小于母材厚度的83%时,焊缝的拉伸强度通常高于母材,这意味着激光填丝焊能够降低对待焊部件的装配间隙要求。

  • 送丝速度:送丝速度与激光焊接工艺参数的匹配程度决定了焊接质量。适当的送丝速度可以减少接头裂纹数量,但过快的送丝速度可能不利于表面成形。

  • 激光功率和光斑尺寸:激光功率和光斑尺寸的优化对于防止飞溅和焊缝背面凹陷至关重要。此外,适当的激光功率可以避免焊缝表面不平滑和气孔缺陷。

  • 板材间隙:在激光焊接过程中,控制板材间隙可以有效预防焊接缺陷,如气孔和表面塌陷。通过增大光斑直径,可以提升对间隙的容忍度,从而优化焊接质量。

  • 焊接速度:焊接速度的选择对于焊接质量同样重要。过快的焊接速度可能导致焊接不牢固,而过慢的速度则可能导致焊接变成切割。

  • 预焊接检验:在进行激光焊接之前,进行预焊接检验是非常必要的步骤。这有助于检测焊接跟踪软件的状态,确保焊接过程的顺利进行。

  • 工艺参数的调整:根据焊缝的形态适当改变机器人轨迹,以减小焊缝形态的变化对焊接质量的影响。此外,合理调试焊接参数,如激光头压轮压力和激光功率,可以保证激光深熔焊的焊接质量。

通过综合考虑上述因素,并采取相应的优化措施,可以显著提高车身覆盖件的激光焊接质量,确保最终产品的性能和安全性。



激光焊对单件尺寸精度要求


对于激光焊接的覆盖件,尺寸精度要求通常涉及以下几个方面:

  • 位置度:激光焊接的覆盖件需要精确地对准,以确保焊接质量,位置度的误差通常要求在±0.5mm以内。

  • 轮廓度:覆盖件的轮廓度要求较高,以保证焊接后的平滑度。整条焊接面的轮廓度要求为0.6mm,每300mm轮廓度要求0.3mm。

  • 光顺度:激光焊接后的覆盖件表面需要保持良好的光顺度,以避免焊接过程中产生的不平整。整段面的光顺度要求高于一般的冲压件,不允许有较大的起伏和突变。

  • 焊接间隙:为了保证焊接质量,覆盖件的焊接间隙也需要精确控制。这通常通过减小冲压件的轮廓度来实现,以确保焊接间隙的一致性。


总结

额,激光焊很好,对冲压件而言,却实在是压力山大,因为他对单件的要求非常高,若是铝板则压力山大的如同喜马拉雅,因为铝板的回弹控制及生产稳定性更差。

然而,不管咋地,为了品质,为了公司,为了用户,也得冲呀,冲压!



来源:CATIA模具设计应用
通用汽车焊接裂纹材料机器人控制装配
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首次发布时间:2024-07-06
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恒拱
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