汽车顶盖激光焊应用分析

所属分类：电子论文阅读次时间：2020-05-07 14:59

本文摘要：摘要：激光焊作为一种成熟的连接技术，如今被广泛应用于汽车制造。从产品工程需求、感知质量需求、整车成本需求、以及制造工艺需求等方面，不断驱动激光焊技术的发展。文中对2种典型的激光焊方式进行了原理描述，通过顶盖与侧围连接的案例，从接头形式、零件

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　　摘要：激光焊作为一种成熟的连接技术，如今被广泛应用于汽车制造。从产品工程需求、感知质量需求、整车成本需求、以及制造工艺需求等方面，不断驱动激光焊技术的发展。文中对2种典型的激光焊方式进行了原理描述，通过顶盖与侧围连接的案例，从接头形式、零件精度及结构设计方面，对这2种激光焊形式进行了对比论述及总结。

　　关键词：汽车顶盖;激光熔焊;激光钎焊;接头形式

机械制造

　　0激光焊工作原理简介

　　汽车制造中应用到的连接技术种类较多，除了通常的电阻点焊、气体保护焊、钢铝混合应用到的冷连接技术外，激光焊技术较为为典型的主要有2种，分别是激光熔焊和激光钎焊。

　　(1)激光熔焊是属于熔化焊的一种，通常激光束采用固体激光器，在固体激光器中，圆柱或碟片状掺杂晶体在发光二极管的激光下被激活，形成一定波长的激光束，激光熔焊不需要填充物质，激光直接在工件表面上进行焊接作业，主要用于非接触远距离焊接，以及难以接近的部位[1]。例如车门内板分总成、B柱内板总成，以及顶盖与侧围流水槽的焊接。

　　(2)激光钎焊通常是行业常说的“钎焊”，它是一种需要进行填充焊丝的焊接方式，通过激光发生器的作用，将产生的激光光束聚焦在焊丝表面上，并对其加热，使焊丝受热熔化(母材未熔化)同时润湿母材，填充接头间隙，与母材结合后形成焊缝，实现良好的连接。激光钎焊主要应用于汽车顶盖流水槽、行李箱外板等钣金零件的焊接，但是，激光钎焊对零件表面质量要求非常高。

　　1激光焊接头形式

　　激光焊是一种高度自动化、高精度、高柔性化的焊接工艺，其作业过程中许多参数公差的带宽较小，要求非常苛刻，要得到完美的焊接质量，除了采用先进的焊接设备，匹配合理的焊接工艺参数以外，还需要依据车身的不同结构选择不同的焊接接头形式。

　　(1)激光熔焊通常接头形式;

　　(2)激光钎焊的接头要求通常比熔焊的接头要求苛刻，只能采用2种焊接接头形式;通过激光焊对接头形式的结构要求，结合车身结构设计需求，通常顶盖与侧围连接激光熔焊接头形式选用搭接接头形式;顶盖与侧围连接，激光钎焊接头形式选用边缘对接接头形式。

　　2车身顶盖激光焊的选择

　　车身顶盖采用激光焊，通常是为了取消顶盖装饰条，降低产品成本，另外顶盖流水槽激光焊接，从感官上评价能够获得良好的外观品质感，同时造型设计的发挥空间较大，这是顶盖激光焊的优势，但是往往激光焊需要一次性固定设备投资，设备成本较高，另外后期设备维护成本较高等，这也是限制其在汽车行业推广使用的主要原因。通过对汽车制造行业激光焊技术在车身顶盖上的应用调研，激光熔焊与钎焊具应用情况如下：

　　(1)顶盖激光熔焊

　　某车型顶盖流水槽没有装饰条，采用激光熔焊形式，焊缝上通过胶进行遮蔽处理，除了防锈作用外，还能起到美观的作用，因此激光熔焊焊缝必须进行涂胶遮蔽处理。熔焊对零件的尺寸及匹配精度通常要求侧围外板，顶盖外板贴合面轮廓度±0.7mm，顶盖外板切边精度±0.5mm，接头是线接触，间隙0mm，另外通过夹具直接压紧保证贴合，获得良好精度。

　　(2)顶盖激光钎焊

　　某车型顶盖没有装饰条，采用激光钎焊填充顶盖与侧围的连接缝隙，焊缝通过在焊装专用打磨房通过自动打磨后，外观光顺，整车油漆后外顶盖与侧围外板之间的缝隙非常小，相比激光熔焊外观上非常美观，因此激光钎焊是目前被大多数主流汽车厂所应用，例如通用、大众，神龙等。钎焊对零件的尺寸及匹配精度要求比熔焊精度要高，通常要求顶盖与侧围配合件间隙0.3mm以下，而且单件侧围外板，顶盖外板贴合面轮廓度为0.2/200，对工装夹具要求也非常高，通常顶盖激光焊的顶盖夹具机构很复杂。

　　3顶盖激光焊对车身总拼形式的要求

　　目前主机厂车身的总拼形式主要为2种：单总拼和双总拼;也就是侧围总成分2次装配。顶盖激光焊从总成形式上的选择主要还是考虑尺寸精度的保障能力。从车身结构机行业应用而言，激光熔焊可以直接采用传统的单总拼形式，但是激光钎焊可优先采用双总拼形式，因为侧围总拼分成了两次装配，最后总拼侧围外板有利于侧围与顶盖对接接头匹配精度保证，从而可获得良好的焊接质量，当然少数主机厂采用的是单总拼形式，但是往往匹配尺寸精度不容易保证，造车焊缝返修率会比较高。

　　4结论

　　顶盖流水槽连接方式的选择，除了要从车身的设计结构、零件的尺寸精度等方面考虑外，还要结合车型的目标定位及制造成本等因素综合考虑去选择性应用，但是从目前汽车行业趋势而言，车身顶盖激光钎焊是主流趋势。

　　参考文献：

　　[1]孙莉莉.浅析激光钎焊技术在白车身焊接中的应用[J].机械制造，2015，53(7)：82-84.

　　[2]李成整，施连青，欧杨阳.影响白车身顶盖激光钎焊焊接成型质量的关键因素[J].时代汽车，2017(9)：78-80.

　　[3]韩立军.白车身激光熔焊接头设计型式与质量评价标准[J].点焊机，2010，40(5)：45-49.

　　机械工程师论文投稿刊物：《机械制造》(月刊)创刊于1950年，由上海市机械工程学会主办。本杂志对我国几代机电专业人士产生的并正在产生着积极的影响，在机电行业具有相当的知名度。企业、设计研究院所、大专院校中从事机械设计、研究、开发、制造设备应用等工程技术人员以及企业规划、管理、营销等的专业人士。