白车身顶盖激光钎焊工艺及夹具应用研究-上海焊接学会.PDFVIP

W ELDING FABRICATION APPLICATION 白车身顶盖激光钎焊工艺及夹具应用研究 郑永佳 （上海鑫燕隆汽车装备制造有限公司 201323 ） 摘要：针对在相同激光焊接参数下，不同工艺流程及不同夹具夹紧定位方式对白车身顶盖激光钎 焊质量的影响进行深入研究，结合焊接缺陷及返修措施等因素，制定指导性激光钎焊工艺及夹具设 计规范，同时对综合成本及后期维护进行评估，为前期规划提出指导意见。 1、 前言 激光的高聚光性使得热变形区大大小于热熔焊或 1.1激光钎焊的基本原理 者普通钎焊，再加上钎焊后焊缝光滑平整，如 激光钎焊也被称作激光填丝焊，（如图 1所 图2 所示，因而广泛应用于汽车外观面的焊接。 示），其原理为：利用激光光束作为热源，聚焦 例如顶盖，车门外板，行李箱盖等 。 后的光束照射在熔点低于母材的填充焊丝表面， 1.2激光钎焊系统组成 当激光将焊丝加热到低于母材熔点、高于焊丝熔 钎焊系统主要由以下几部分组成： 点的温度时，焊丝熔化并形成高温液态金属，利 1）激光发生器系统 （含冷却器）。用于输出 用液态焊丝在母材表面润湿、铺展和在母材间隙 高功率激光光束。 中填缝，与母材相互溶解与扩散，而实现零件间 2）光纤。用于激光传输。 的连接。由于加热温度相对低，母材不熔化，且 3）焊接头。用于激光加工。 4）机械手臂。用于焊接轨迹行走，可使用 机器人系统或者多轴机械行架。 5）工装夹具。用于保证零件的装配尺寸及 焊缝位置重复精度 6 ）控制系统。用于实现自动化程序控制 7）激光房。用于隔离激光光束，防止 对人造成伤害 。 本文主要针对第 5 项工装夹具展开深入研 究，制定夹具设计指导性规范。 1.3激光钎焊参数配置 影响车身顶盖激光焊接质量的主要因素有很 图1 激光钎焊示意 多，在实际应用中，往往会根据不同需求设定 不同的参数以达到最优焊接效果。其中材料， 激光输出功率，激光光斑大小，焊丝直径，送 丝速度，以及焊接速度这6 个因素尤为重要。 表 1 为一些常用的焊接参数设置。 本文只针对完全相同参数下，改变顶盖上 件，焊接工艺流程及夹具定位方式后的焊接质