AUDI B8/Q5汽车顶盖激光焊砂眼分析研究

作者简介：周丽 （1981——） 女 ， 职称：讲师 主要研究方向：光学，物理学

摘要：汽车激光焊接过程复杂，又受众多因素影响，在汽车激光焊接中易出现激光焊砂眼、激光焊咬边、激光焊虚焊、激光焊填充量不足、激光焊断焊等问题。针对出现的激光焊接质量问题进行及时的返修，达到合格标准。

关键词：激光焊；激光焊缺陷；砂眼

在当今汽车车身的设计和制造中已经广泛的使用激光焊接技术，已经在国内外汽车制造中被广泛的应用。在汽车制造中采用激光焊接技术，不仅可以提高生产效率，而且车身外形美观，焊接过程中的热影响区域比较小，焊接精度也较高。一汽-大众生产的速腾轿车车身应用激光焊的焊缝长度累计达到33米，而迈腾轿车更是达到了39米。

一、焊接原理

车身工件表面的热量传输到金属材料的深层，金属材料在激光的作用下，被融化了，进而发生蒸发，这种融化蒸发现象就会穿透金属工件的表面，在金属工件的深层内形成狭长的空洞，焊接小孔沿着工件表面的接缝移动，这样在焊接的过程中就形成了焊缝

我们介绍一下激光焊接的机理，由于激光具有非常高的能量，当这样高强度的激光照射到工件表面时，他与工件金属发生相互作用，发生能量的转化，光能被转化成热能，经过一定的时间，融化的金属又被冷却，冷却的金属结晶，就在工件链接处形成了焊缝，这样完成了激光焊接的工艺。但是由于激光的辐射功率也不尽相同，金属融化过程也不一样，可以将这种激光焊接的原理分为两种：一种激光的焊接机理叫做热传导，激光具有光的特性，即激光即会被反射，也会被吸收，激光被吸收的过程中光能转化成了热能，这种能量以热传到的方式向金属材料的深处传播。另一种激光焊接的机理叫深熔焊，这种焊接所使用的光源的功率都比较大，即激光具有高能量，当这种高能量激光照射金属材料表面时，同样发生能量的转化，巨大的热能将金属材料融化，直至称为蒸汽，即发生了汽化。这种金属材料的汽化蒸汽溢出金属表面时，对金属材料的表面产生一个反作用，将已经被激光融化的金属溶液排向四周，这样就形成了凹坑。随着时间的增加，激光持续照射，凹陷就更深，焊接停止后，激光光源撤出，凹陷四周的金属溶液就会回流，液体冷却后就会把金属焊接连接起来。

具体的在实际生产中使用哪种焊接机理，还是要根据实际材料性质和生产需要来选择，同时通过调整激光光源的参数来达到生产要求。其实这两种焊接机理存在的本质的区别，但有时在实际的焊接过程中也可以相互转换，激光热传导焊接对系统的干扰小，他使金属表面熔池封闭，金属材料没有被激光穿透，外界气体不容易侵入工件。激光深熔焊穿透工件表面，凹陷不断被溶液回填，从而容易导致气孔。

二、AUDI B8/Q5顶盖激光焊出现的问题及解决方案

以一汽大众的AUDI B8/Q5汽车顶盖激光焊接问题为例进行焊接缺陷分析。在汽车激光焊接中易出现激光焊砂眼、激光焊咬边、激光焊虚焊、激光焊填充量不足、激光焊断焊等问题。

1、激光焊砂眼

修磨工段OP20工位检查激光焊缝是否有砂眼，对单侧砂眼小于3个的进行返修，大于等于3个的通知主焊线优化激光焊程序；发现表面砂眼用钻头扩孔，要求扩孔直径小于4mm；添加助焊剂并利用烙铁进行溶解，溶解范围要求覆盖整个砂眼及扩孔直径；用锡条进行补锡，补锡要求覆盖整个扩孔直径的情况下越小，越平滑越好。对多余的焊锡用120#砂眼进行细打磨。

2、激光焊咬边

主焊线焊缝粗打磨工位对咬边进行检查，发现咬边长度达到100mm的停线，主焊线优化激光焊程序；对咬边小于200mm的由修磨工段用高频进行打磨，打磨后检查砂眼，直到合格；对咬边大于200mm的由主焊线和修磨线共同负责下线返修，返修方法用高频进行打磨，打磨后检查砂眼，发现砂眼按砂眼返修程序执行，同时记录车号通知ZP5A监控激光焊质量。

3、激光焊虚焊问题

主焊线焊缝粗打磨工位对虚焊进行检查，发现虚焊长度达到25mm的停线，主焊线优化激光焊程序；对虚焊小于30mm的由修磨工段用粗锡条进行补锡，补锡后检查砂眼，直至返修砂眼合格；对虚焊大于30mm小于40mm的由主焊线和修磨线共同负责下线返修，用粗锡条进行补锡，补锡后检查砂眼，发现砂眼按砂眼返修程序执行，同时记录车号通知ZP5A监控激光焊质量；大于40mm的必须由主焊线进行激光焊二次焊接；二次焊接后由修磨人员认可后方可上线，同时记录车号通知ZP5A监控激光焊质量。

4、激光焊填充量不足

主焊线焊缝粗打磨工位对虚焊进行检查，发现填充量不足长度达到100mm的停线，主焊线优化激光焊程序；对填充量不足长度小于200mm的由修磨工段粗打磨，检查砂眼，直至返修砂眼合格；大于200mm的必须由主焊线进行激光焊的二次焊接，同时记录车号给ZP5A监控；

5、激光焊断焊

主焊线焊缝粗打磨工位对虚焊进行检查，发现断焊长度达到25mm的停线，主焊线优化激光焊程序；对断焊小于30mm的由修磨工段用粗锡条补锡，补焊后检查砂眼，直至返修砂眼合格；对断焊大于30mm小于40mm的由主焊线和修磨线共同负责下线返修，返修方法用粗锡条补锡，补锡后检查砂眼，发现砂眼按砂眼返修程序执行，记录车号通知ZP5A跟踪；大于40mm的必须由主焊线进行激光焊二次焊接；二次焊接后必须由修磨人员认可方可上线，同时记录车号通知ZP5A跟踪。

结束语

目前这种激光焊接技术在国内外已经很成熟了，他不再是一项技术，只用使用一种生产设备了。如今在生产领域，针对不同的产品，进行总体上的技术设计，将不同的工艺设计相结合，一汽大众已经将激光焊接技术与智能机器人相结合，实现智能化生产过程，节约人力的同时也节约了生产成本。智能化的生产已经被汽车生产企业广泛利用，先进的激光焊接技术已经不是传统的焊接手段可比拟的了。

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