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影响激光钎焊质量的因素

导读: 激光焊接技术从20世纪末开始应用于车身领域,随着技术的发展,激光焊接的优势得到进一步体现,无论在车身的下部、侧围、车门还是顶盖,都可以看到激光焊接技术的应用。

  激光焊接技术从20世纪末开始应用于车身领域,随着技术的发展,激光焊接的优势得到进一步体现,无论在车身的下部、侧围、车门还是顶盖,都可以看到激光焊接技术的应用。

  激光钎焊作为一种应用较早、比较普遍的技术,已被多数企业采用,但在实际生产的过程中,钎焊的质量受到多种因素影响,不断改进与提高钎焊质量一直是众人关注的课题,下面以一汽大众速腾顶盖钎焊为例,具体阐述如何改进钎焊质量。

  激光焦点位置的影响

  图1中,焊接采用自适应式镜头,调节焊丝的位置,使得焊丝始终处于激光光斑中央。图2中,光斑将焊丝全部覆盖,保证激光将焊丝充分熔化,通常光斑的直径保持在焊丝直径的1.25~1.5倍之间,焊丝都可以得到充分熔化。这也保证了焊接有弧度的顶盖时,焦点在垂直位置产生略微变化的情况下,激光对焊丝的熔化基本没任何影响。一般来讲,在焊接两个钢板时,激光光束的位置应处于两板的缝隙中间,对于速腾顶盖钎焊有些特殊,焊丝处于焊缝中间,光束要略微偏向侧围一些,即此时焊丝的位置也并非处于激光光斑中间,略偏一些。图3中,在接合处侧围钢板的曲率较顶盖要小,当激光光束垂直焊接时,同样宽度的钢板,侧围承受激光的有效面积明显要比顶盖大,为此,将光束偏向侧围,令激光照射区域平均的分布在两部分钢板上,这样就减少了顶盖的热变形,提高了钎焊乃至车身的质量。

  图1  采用自适应式镜头

  图2  光斑将焊丝全部覆盖

  图3  在接合处侧围钢板的曲率较顶盖要小

  焊接与送丝速度的影响

  钎焊质量的好坏很大程度上取决于焊接与送丝速度,若机器人与送丝机构不能很好地配合,则焊缝无法得到稳定的状态。

  焊接速度由机器人行走速度决定,可以通过程序设定,送丝速度由送丝机控制,通常机器人速度保持在35mm/s,送丝速度保持在40mm/s,两者在整个顶盖的焊接过程中会略微变化。为保证焊丝的充分熔化和焊料填充充分,机器人速度不能过快,否则会造成焊缝不饱满,焊料填充横截面无法达到质量要求。若焊接速度过慢,高强度的激光会使焊缝周围区域产生热变形,造成波浪,无法达到质量要求。由于顶盖并非平面,存在一定的曲率,且从顶盖的前部到后部,经过区域的曲率不断改变,机器人在水平方向经过单位长度的距离,在曲率大的部分需要填充的焊丝要略多于曲率小的部分,因此要不断改变送丝速度来配合曲率的变化。

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