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激光白车身焊接中的焊缝搭接技术
文章来源:网络    发布时间:2016-11-16    浏览次数:1390

      在白车身焊接中,可以通过对激光光束的即时控制提高焊接精度而确保焊接质量,进而最大化的利用了激光焊接的优点。

      激光焊接白车身薄板最显著的优点是能量集中,焊接速度快。但在高速的焊接过程中,如何确保焊接质量一直是所有汽车制造厂关注的焦点。

      不同焊缝搭接形式可采用的焊接工艺不同,焊接强度也有所不同。

      1.焊接工艺上分为激光溶焊和激光钎焊

      激光溶焊具有功率密度高,加热集中,可以焊接高熔点材料,焊缝宽度小,直线性好,焊缝技术强度相对较高等优点。缺点是焊缝易腐蚀,焊接中熔孔稳定性要求高,焊接参数调节范围小,焊缝缺陷率很高,焊缝表面不平整,需后续打磨工序。

      激光钎焊的优点是,激光能量底,热影响和车身变形小,可焊接复杂的几何形状,镀锌层烧损少,焊缝不宜腐蚀,焊接参数调节范围大,焊接飞溅少,焊接状态稳定,焊缝缺陷率极低,焊缝成形美观,焊后仅需简单处理甚至无需处理。在无焊接缺陷的前提下对比溶焊所得到的焊缝强度略低,激光钎焊对焊丝和光斑以及焊点三处的相对位置精度要求高。

      白车身目前普遍采用的焊缝搭接方式有以下几种,双层/多层重叠搭接,角焊缝,法兰对接焊缝。

      不同的车身部位目前采用的搭接方式不同,主要是出于对母材材质,焊缝强度,外观以及焊接成本等因素的考虑。

      2.双层/多层重叠搭接

      目前采用最多的焊缝搭接形式,主要用于汽车A,B,C柱、车底、侧围、挡泥板等多个部位。这种拼接方式主要采用激光深熔焊,焊接精度要求低,形成的焊缝强度高,设备价格低,操作简单。但在焊接镀锌板以及表面带有油和水的材质时,由于镀锌层和水油气的挥发极易形成气孔甚至透洞等焊接缺陷。在焊接前大多需要对板材打锚,使板材间形成空隙,易于排出挥发气体。板材间空隙距离须确保在0.2–0.3毫米之间,空隙太小排气效果差,空隙过大焊缝易形成塌陷,这就对打锚设备精度提出很高要求,并增加生产工序,降低生产效率。

为了提高焊接速度,目前市面上有多种飞行激光焊头,其所焊接的焊缝拼接多是双层叠加。

      3.角焊缝

      主要用于车门外框、车窗框、后行李箱盖等部位。这种拼接方式焊接部位位于上层板的截断面,焊接部位镀锌层,油和水的挥发气体有足够的排放空间,焊缝质量很大程度上得以改善。钎焊和熔焊均可采用。但激光光斑需要准确作用于焊接点,定位难度极高,所以在起始的激光焊接中,采用这种拼接方式不多。自2000年以来,Scansonic的接触式焊缝跟踪系统(ALO:AdapterLaserOptik)通过其所有的专利技术,已经解决了光斑和焊丝相对于焊缝焊点的定位问题,目前车场中大多采用的接触式焊缝跟踪系统都是此项专利技术。其使用率在90%以上。

      角焊缝相对于双层/多层搭接的另一个优点是法兰边较短,在当前车身轻量化的趋势中越来越多的被采用。

      在铝制车身的焊接上,角焊缝的采用极大的降低了热裂的风险。当采用叠加方式的焊缝时,板材被溶化的部位位于未溶化的板材之间,在溶化部位冷却过程中会在热胀冷缩的作用下向未溶化部位冷缩凝固,进而形成热裂。而采用角焊缝进行焊接时,冷凝过程更多是像双层板材的一侧移动,使热裂风险大大降低,但如何更有效的避免热裂现象,在本文后半段的德系车的激光焊接未来发展趋势中做进一步阐述。

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