激光焊车顶的更换工艺分析

◆文/江苏 赵宝平 燕寒

激光焊车顶的更换工艺分析

◆文/江苏 赵宝平 燕寒

一、激光焊概述

激光焊接是以聚焦的激光束作为能源对工件相应区域或填充焊丝进行加热融化形成焊缝的一种连接工艺。根据是否需要填料和焊接温度的高低又可细分为激光焊和激光钎焊(图1)。与其他连接工艺相比，激光焊具有焊接强度高、速度快、精度高、工件变形小、烧蚀少、焊缝美观等优点。

图1 激光钎焊

二、激光焊在汽车车身制造中的应用

近年来随着汽车技术的日渐成熟以及人们对车身性能和设计要求的不断提高，激光焊接工艺在整车制造过程中得到了广泛应用。激光焊根据其焊接板件的结合形式又可分为重叠焊、拼焊、钎焊等。现以2006款上海大众帕萨特为例，使用激光焊接技术的部位有：开门区域、前后车顶纵梁上、前窗玻璃框侧面(图2)、前轮罩区域、后窗玻璃框区域、后封闭板上等。

在福特车系中车顶板使用的是激光钎焊(图3)，而前纵梁使用的是激光拼焊(图4)。

图2 前窗玻璃框区域

图3 激光钎焊

图4 激光拼焊

三、激光焊车顶的拆装

激光焊的车顶实际上就是激光钎焊(图5)，与二氧化碳气体保护焊焊接不同之处是，钎焊时待连接部件的结合部位不融化。一般使用青铜制成的辅料，即焊料。钎焊时熔化的焊料填充到结合缝隙的空隙内，并将强度高的结合部件连接到一起。由于钎焊时温度较低对镀锌钢板的锌层影响小，并能避免结合区域发生较大的加工硬化，因此通过焊料可以较好的填补结合缝，提高密封性能。此外，钎焊加工温度较低，热变形也小，以福特蒙迪欧为例说明其拆装要点。

图5 激光焊车顶

1.车顶板的拆卸

(1)评估车辆的损伤情况，制定合理的切割方案。根据切割方案，准备所有的设备、工具等。拆卸车顶内部相关影响切割的一些附属设备包括前后挡风玻璃。

(2)利用气动钻或电动钻，钻除车顶板前后所有的原厂点焊焊点(图6)，请使用专用的点焊切割器，切勿钻通背板，否则会影响后续的安装。

图6 钻除点焊焊点

(3)用气动切割锯从确定的切割位置断开板件连接(图7)，注意不要伤及背板并保持切割精度，也可以先对板件进行粗切，匹配好后再进行精准切割。

(4)根据(图8)指示的位置利用热风枪对其进行加热，以软化粘接区域，注意加热温度与加热时间的把握。

图7 汽车制造商维修手册规定切割位置

图8 热风枪加热区

(5)取下车顶板，注意勿使背板损伤或者变形；把车身上剩余的胶清理干净并打磨掉背板上的残留物(图9)，如果背板变形应做整形作业以确保后续的连接精度。

图9 处理板件

2．车顶板的安装

新件的安装采取的是胶粘(图10)的工艺，它的优点主要是：冷连接，不破坏车身强度；连接强度高，优于焊接，不变形；适合不同材质之间的配合连接；避免腐蚀等。

(1)准备安装用的新件、设备以及双组份结构胶(图11)

图10 车顶板的胶粘处

图11 双组份结构胶

(2)检查新件有无损伤变形，确认无误后进行匹配操作(图12)。

图12 匹配操作

(3)匹配确认后，车身背板结合面的准备(图13)，包括结合面的整形，打磨，去除毛刺等，去除残余的灰尘，然后用专用的除油剂进行除油操作。

图13 车身侧板件的准备

(4)对背板结合面的下部平面施涂玻璃胶底漆(图14)，注意只刷一遍，避免来回刷涂，否则会影响附着力。同时遮蔽侧面的外侧(图15)，以保证不被结构胶污染到。

图14 施涂底漆

图15 遮蔽

(5)新件的准备：新件结合面的打磨，除油，以及遮蔽等操作(图16)。

图16 新件结合面的准备工作

(6)新件结合面的结构胶的施涂与处理：在刷涂均匀的结构胶上再施涂一层结构胶(图17)。

图17 结构胶的施涂与处理

(7)车身背板结合面结构胶的施涂与均匀刷涂(图18)，主要包括两个内侧面以及前后端。

图18 车身侧板件的结构胶的施涂

(8)在车身侧车顶横梁上施涂车身密封胶(图19)，在施涂底漆的区域上施涂上玻璃胶。

图19 车身密封胶与玻璃胶的施涂

(9)新件的匹配、安装、固定(图20)。

图20 新件的安装

(10)车顶板前后点焊操作(图21)，请注意，使用的电焊机一定要有胶粘点焊功能。

图21 前后胶粘点焊操作

(11)新装车顶的安装后处理(图22)，用手把连接处的胶挤压成线条感，然后撕去遮蔽胶带。

图22 新件施涂后处理

(12)结构胶的烘烤作业，以汉高5045为例，如果常温23℃，最终固化需要48h；如果强制干燥，高温100℃，30min即可完全固化。

3.车顶安装的失效分析

如果发现车顶安装开裂，一定要认真分析原因，通过观察找出开裂的部位，是边角裂纹引起还是侧面中部，开裂的胶在车身侧面还是在新件上等等。一般安装失效的原因有以下几种，可以供大家参考。

(1)结合面处理不到位，比如表面不平整，打磨不彻底，除油不干净等，导致附着力降低，这种的开裂位置比较分散，一般在烘烤的时候会出现。

(2)选择过期的结构胶或者不是经过厂家认证的原厂结构胶；施涂结构胶的位置不正确；结构胶是双组份的混合胶，因此如果混合不均匀就开始施涂，也会导致附着力的降低。

(3)结构胶、车身密封胶及玻璃胶未完全固化，就进行涂装作业。

(4)车顶适配不正确，导致车顶在最后安装时存在内。

(作者赵宝平、燕寒工作单位:南京交通职业技术学院汽车工程学院)