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汽车激光焊接常见缺陷分析及解决对策

2018-06-04

激光焊接目前参照标准不统一,对于汽车行业自动化程度较高的加工,建立统一的工艺标准,有利于设备的推广。文章后部分析总结激光焊接常出现的缺陷,并给出解决方案。  
一、国外激光焊接汽车标准  关于大众汽车的激光焊接标准  
1、板材要求参考DIN 18800 Part7,Section3.4,或DVS Code of Practice 0705,Section3.2。适用碳钢板板材厚度0.5~3.0mm,板材结构承受静载。板材包括焊缝接头类型,材料种类(参考DIN EN ISO13919-1)  
2、激光焊接焊缝按照要求进行一些强制性的检测,焊缝横截面外观尺寸参考DIN 32511进行,主要包括余高、熔深、熔宽、焊接深度、板材厚度等。    
3、激光焊接要求  参照DVS 3203 Part 3,材料分成冷轧钢板(DIN 1623 Part 1,即EN10027)、轧带钢(DIN 1624,即EN 10027),热轧带钢板(C0.20%,TL 1111)、冷轧窄带板(参见DIN 17100,即EN 10027),对于钢板中碳含量大于0.22%,或锌层厚度大于7.5um,需要咨询工程师。  
4、焊缝设计  焊缝可焊性主要考虑三个因素:设计,材料和生产。焊缝的主要设计特性包括负载特性、焊缝参数、装夹、工件的可容允度、焊后处理等,参见DIN 8528 Part 1。  
4.1设计布局(参见DVS 3203-4)  主要考虑接头类型(对接、角接、搭接、叠焊、卷边等)、焊缝类型(包括位置等信息)如果是镀锌板,平板对接间隙控制在0.05~0.1mm,角焊缝单边角度大于10。  
4.2工艺和质量保证  焊缝质量参见EN 729 Part 1,全面的质量要求参见EN 729 Part 2。  
当没有明确说明时,可参见通用标准EN 25817和En ISO 13919-1,一般情况下满足B级要求。  评价标准:外部缺陷或成型标准参见EN 970,用五倍放大镜观察焊缝成型即可。  
破坏性试验:如图所示未熔合是焊接缺陷中的一种。  a激光焊接缺陷b叠焊横截面尺寸  c搭接横截面尺寸
二、激光焊缝缺陷及原因对策:  
1、焊接飞溅:激光焊接完成后,材料或工件表面出现多的金属颗粒,附着于材料或工件表面。  
原因:材料或工件表面未清洗,存在油渍或污染物,也可能是镀锌层的挥发所致。  
对策:激光焊前清洗材料或工件。  
2、焊缝堆积:填充焊时焊缝填充材料明显太多,焊缝太高。  
原因:焊接时送丝速度过快或焊接速度太慢。  
对策:增加焊接速度或减小送丝速度,或减小激光功率。  
3、焊偏:焊缝金属不在接头结构中心凝固。  
原因:焊接时定位不准,或填充焊时光与丝的对位不准。  
对策:调整焊接定位,或调整填充焊时光与丝的位置,以及光、丝与焊缝的位置。  
4、焊缝凹陷:焊缝金属表面出现凹下的现象。  
原因:钎焊时,焊接光斑中心位置不良所致,光斑中心靠近下层板材且偏离焊缝中心位置,造成部分母材熔化。  
对策:调整光、丝匹配。  
5、焊缝中断或粗细不均匀:焊缝钎焊时,未送丝而形成焊缝中断或粗细不均匀。  
原因:送丝不稳定,或出光不连续等。  
对策:调整设备的稳定性。  
6、气孔:焊缝表面出现气孔。  
原因:焊缝表面未清理,或镀锌板锌蒸气的挥发所致。  
对策:清理焊缝表面,改善锌受热时的挥发。  
7、焊瘤:在焊缝轨迹发生大的变化时,容易在转角处出现焊瘤或成型不均等现象。  
原因:焊缝轨迹变化大,示教不均匀所致。  
对策:在最优参数下焊接,且调整好示教以连贯过度转角处。