汽车激光焊接常见缺陷及其解决方案
摘要:激光焊接目前参照标准不统一,对于汽车行业自动化程度较高的加工,建立统一的工艺标准,有利于设备的推广。文章后部分析总结激光焊接常出现的缺陷,并给出解决方案。 M6|I6M< >>Ar$ 一、国外激光焊接汽车标准 FwAKP>6 * 0X|_^"! 关于大众汽车的激光焊接标准 LHCsk{3 >QE{O.Z 1、板材要求参考DIN 18800 Part7,Section3.4,或DVS Code of Practice 0705,Section3.2。适用碳钢板板材厚度0.5~3.0mm,板材结构承受静载。板材包括焊缝接头类型,材料种类(参考DIN EN ISO13919-1) nt1CTWKM8^ I+
l% Sn#\ 2、激光焊接焊缝按照要求进行一些强制性的检测,焊缝横截面外观尺寸参考DIN 32511进行,主要包括余高、熔深、熔宽、焊接深度、板材厚度等,参见图1。[attachment=70997] ]
f>]n 图1 激光焊接横截面尺寸 3、激光焊接要求 9<Eg}Ic 4Cb9%Q0 参照DVS 3203 Part 3,材料分成冷轧钢板( DIN 1623 Part 1,即EN10027)、轧带钢(DIN 1624,即EN 10027),热轧带钢板(C<0.20%,TL 1111)、冷轧窄带板(参见DIN 17100,即EN 10027),对于钢板中碳含量大于0.22%,或锌层厚度大于7.5um,需要咨询工程师。 $P
o} v5ur&egVs 4、焊缝设计 8OhDjWVJ 5AeQQU 焊缝可焊性主要考虑三个因素:设计,材料和生产。焊缝的主要设计特性包括负载特性、焊缝参数、装夹、工件的可容允度、焊后处理等,参见DIN 8528 Part 1。 sRHA."A!8 *4Fr&^M\ 4.1设计布局(参见DVS 3203-4) mABe'"8 DC+wD
Bp; 主要考虑接头类型(对接、角接、搭接、叠焊、卷边等)、焊缝类型(包括位置等信息)如果是镀锌板,平板对接间隙控制在0.05~0.1mm,角焊缝单边角度大于10°。 1nhtM G\gMC
<3 4.2工艺和质量保证 yBed kj E:E4ulak 焊缝质量参见EN 729 Part 1 ,全面的质量要求参见EN 729 Part 2。 =1;= SjEAuRDvUz 当没有明确说明时,可参见通用标准EN 25817 和En ISO 13919-1,一般情况下满足B级要求。 Btt]R 9.O8/0w7LV 评价标准:外部缺陷或成型标准参见EN 970,用五倍放大镜观察焊缝成型即可。 4 {GU6v)f Y$8JM 破坏性试验:如图所示未熔合是焊接缺陷中的一种。 R>@uY(>dJ #.B"q:CW*P a 激光焊接缺陷 b 叠焊横截面尺寸 S&jesG-F c 搭接横截面尺寸 <3X7T6_:@ !G5a*8]
[attachment=70998] ;,'igdold `BFIC7a [attachment=70999] ,.IEDF<& 图2 激光焊接横截面尺寸 )QiQn=Ce 焊缝图纸参见En 22553执行,其标注,焊接方法对应代码等要一一对应。 Mn: /1eY U!w1AY| 二、激光焊缝缺陷及原因对策: Wo$%9!W $K~LM8_CKy 1、焊接飞溅: 激光焊接完成后,材料或工件表面出现多的金属颗粒,附着于材料或工件表面。 ,38Eq`5&W 'rP]Nw 原因:材料或工件表面未清洗,存在油渍或污染物,也可能是镀锌层的挥发所致。 >?W[PQ5 yx 对策:激光焊前清洗材料或工件。 %~|HFYd ^D67y% 2、焊缝堆积:填充焊时焊缝填充材料明显太多,焊缝太高。 BZK`O/ 6$ Q,Y}j 原因:焊接时送丝速度过快或焊接速度太慢。 M.}7pJ7f 对策:增加焊接速度或减小送丝速度,或减小激光功率。 ~=r^3nZR/J $WQq?1.9 3、焊偏:焊缝金属不在接头结构中心凝固。 f2)XP$: O OFVnu 原因:焊接时定位不准,或填充焊时光与丝的对位不准。 v`q\6i[- 对策:调整焊接定位,或调整填充焊时光与丝的位置,以及光、丝与焊缝的位置。 eBN)g^ }*U[>Z-eO 4、焊缝凹陷:焊缝金属表面出现凹下的现象。 "v*8_El 0\{BWNK 原因:钎焊时,焊接光斑中心位置不良所致,光斑中心靠近下层板材且偏离焊缝中心位置,造成部分母材熔化。 %Tn#- 对策:调整光、丝匹配。 LS>G4
] mZk0@C&:6 5、焊缝中断或粗细不均匀:焊缝钎焊时,未送丝而形成焊缝中断或粗细不均匀。 JHn*->m 4R+.N 原因:送丝不稳定,或出光不连续等。 0Rxe~n1o 对策:调整设备的稳定性。 em@EDMvI [BbutGvj 6、气孔:焊缝表面出现气孔。 3M*Bwt;F_ jD,Baz< 原因:焊缝表面未清理,或镀锌板锌蒸气的挥发所致。 +';>=hha 对策:清理焊缝表面,改善锌受热时的挥发。 [(LV Z5G!ct:W 7、焊瘤:在焊缝轨迹发生大的变化时,容易在转角处出现焊瘤或成型不均等现象。 n_K~vD (n(
fI f 原因:焊缝轨迹变化大,示教不均匀所致。 2+8#H. 对策:在最优参数下焊接,且调整好示教以连贯过度转角处。
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