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汽車激光焊接常見缺陷分析及解決對策

時間:2017-04-14 09:20  閱讀:1692

光焊接目前參照標準不統一,對于汽車行業自動化程度較高的加工,建立統一的工藝標準,有利于設備的推廣。文章后部分析總結激光焊接常出現的缺陷,并給出解決方案。

 一、國外激光焊接汽車標準

關于大眾汽車的激光焊接標準

    1. 板材要求參考DIN 18800 Part7,Section3.4,或DVS Code of Practice 0705,Section3.2。適用碳鋼板板材厚度0.5~3.0mm,板材結構承受靜載。板材包括焊縫接頭類型,材料種類(參考DIN EN ISO13919-1)

  2. 激光焊接焊縫按照要求進行一些強制性的檢測,焊縫橫截面外觀尺寸參考DIN 32511進行,主要包括余高、熔深、熔寬、焊接深度、板材厚度等,參見圖1。

  

  圖1 激光焊接橫截面尺寸

  3. 激光焊接要求

  參照DVS 3203 Part 3,材料分成冷軋鋼板( DIN 1623 Part 1,即EN10027)、軋帶鋼(DIN 1624,即EN 10027),熱軋帶鋼板(C<0.20%,TL 1111)、冷軋窄帶板(參見DIN 17100,即EN 10027),對于鋼板中碳含量大于0.22%,或鋅層厚度大于7.5um,需要咨詢工程師。

  4.  焊縫設計

  焊縫可焊性主要考慮三個因素:設計,材料和生產。焊縫的主要設計特性包括負載特性、焊縫參數、裝夾、工件的可容允度、焊后處理等,參見DIN 8528 Part 1。

  4.1 設計布局(參見DVS 3203-4)

  主要考慮接頭類型(對接、角接、搭接、疊焊、卷邊等)、焊縫類型(包括位置等信息)如果是鍍鋅板,平板對接間隙控制在0.05~0.1mm,角焊縫單邊角度大于10°。

  4.2 工藝和質量保證

  焊縫質量參見EN 729 Part 1 ,全面的質量要求參見EN 729 Part 2。

  當沒有明確說明時,可參見通用標準EN 25817 和En ISO 13919-1,一般情況下滿足B級要求。

  評價標準:外部缺陷或成型標準參見EN 970,用五倍放大鏡觀察焊縫成型即可。

  破壞性試驗:如圖所示未熔合是焊接缺陷中的一種。

  圖2 激光焊接橫截面尺寸

  焊縫圖紙參見En 22553執行,其標注,焊接方法對應代碼等要一一對應。

二、激光焊縫缺陷及原因對策:

  1、焊接飛濺: 激光焊接完成后,材料或工件表面出現多的金屬顆粒,附著于材料或工件表面。

  原因:材料或工件表面未清洗,存在油漬或污染物,也可能是鍍鋅層的揮發所致。

  對策:激光焊前清洗材料或工件。

  2、焊縫堆積:填充焊時焊縫填充材料明顯太多,焊縫太高。

  原因:焊接時送絲速度過快或焊接速度太慢。

  對策:增加焊接速度或減小送絲速度,或減小激光功率。

  3、焊偏:焊縫金屬不在接頭結構中心凝固。

  原因:焊接時定位不準,或填充焊時光與絲的對位不準。

  對策:調整焊接定位,或調整填充焊時光與絲的位置,以及光、絲與焊縫的位置。

  4、焊縫凹陷:焊縫金屬表面出現凹下的現象。

  原因:釬焊時,焊接光斑中心位置不良所致,光斑中心靠近下層板材且偏離焊縫中心位置,造成部分母材熔化。

  對策:調整光、絲匹配。

  5、焊縫中斷或粗細不均勻:焊縫釬焊時,未送絲而形成焊縫中斷或粗細不均勻。

  原因:送絲不穩定,或出光不連續等。

  對策:調整設備的穩定性。

  6、氣孔:焊縫表面出現氣孔。

  原因:焊縫表面未清理,或鍍鋅板鋅蒸氣的揮發所致。

  對策:清理焊縫表面,改善鋅受熱時的揮發。

  7、焊瘤:在焊縫軌跡發生大的變化時,容易在轉角處出現焊瘤或成型不均等現象。

  原因:焊縫軌跡變化大,示教不均勻所致。

  對策:在最優參數下焊接,且調整好示教以連貫過度轉角處。

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