汽車頂蓋激光焊應用分析

　　摘要：激光焊作為一種成熟的連接技術，如今被廣泛應用于汽車制造。從產品工程需求、感知質量需求、整車成本需求、以及制造工藝需求等方面，不斷驅動激光焊技術的發展。文中對2種典型的激光焊方式進行了原理描述，通過頂蓋與側圍連接的案例，從接頭形式、零件精度及結構設計方面，對這2種激光焊形式進行了對比論述及總結。

　　關鍵詞：汽車頂蓋;激光熔焊;激光釬焊;接頭形式

　　0激光焊工作原理簡介

　　汽車制造中應用到的連接技術種類較多，除了通常的電阻點焊、氣體保護焊、鋼鋁混合應用到的冷連接技術外，激光焊技術較為為典型的主要有2種，分別是激光熔焊和激光釬焊。

　　(1)激光熔焊是屬于熔化焊的一種，通常激光束采用固體激光器，在固體激光器中，圓柱或碟片狀摻雜晶體在發光二極管的激光下被激活，形成一定波長的激光束，激光熔焊不需要填充物質，激光直接在工件表面上進行焊接作業，主要用于非接觸遠距離焊接，以及難以接近的部位[1]。例如車門內板分總成、B柱內板總成，以及頂蓋與側圍流水槽的焊接。

　　(2)激光釬焊通常是行業常說的“釬焊”，它是一種需要進行填充焊絲的焊接方式，通過激光發生器的作用，將產生的激光光束聚焦在焊絲表面上，并對其加熱，使焊絲受熱熔化(母材未熔化)同時潤濕母材，填充接頭間隙，與母材結合后形成焊縫，實現良好的連接。激光釬焊主要應用于汽車頂蓋流水槽、行李箱外板等鈑金零件的焊接，但是，激光釬焊對零件表面質量要求非常高。

　　1激光焊接頭形式

　　激光焊是一種高度自動化、高精度、高柔性化的焊接工藝，其作業過程中許多參數公差的帶寬較小，要求非�？量�，要得到完美的焊接質量，除了采用先進的焊接設備，匹配合理的焊接工藝參數以外，還需要依據車身的不同結構選擇不同的焊接接頭形式。

　　(1)激光熔焊通常接頭形式;

　　(2)激光釬焊的接頭要求通常比熔焊的接頭要求苛刻，只能采用2種焊接接頭形式;通過激光焊對接頭形式的結構要求，結合車身結構設計需求，通常頂蓋與側圍連接激光熔焊接頭形式選用搭接接頭形式;頂蓋與側圍連接，激光釬焊接頭形式選用邊緣對接接頭形式。

　　2車身頂蓋激光焊的選擇

　　車身頂蓋采用激光焊，通常是為了取消頂蓋裝飾條，降低產品成本，另外頂蓋流水槽激光焊接，從感官上評價能夠獲得良好的外觀品質感，同時造型設計的發揮空間較大，這是頂蓋激光焊的優勢，但是往往激光焊需要一次性固定設備投資，設備成本較高，另外后期設備維護成本較高等，這也是限制其在汽車行業推廣使用的主要原因。通過對汽車制造行業激光焊技術在車身頂蓋上的應用調研，激光熔焊與釬焊具應用情況如下：

　　(1)頂蓋激光熔焊

　　某車型頂蓋流水槽沒有裝飾條，采用激光熔焊形式，焊縫上通過膠進行遮蔽處理，除了防銹作用外，還能起到美觀的作用，因此激光熔焊焊縫必須進行涂膠遮蔽處理。熔焊對零件的尺寸及匹配精度通常要求側圍外板，頂蓋外板貼合面輪廓度±0.7mm，頂蓋外板切邊精度±0.5mm，接頭是線接觸，間隙0mm，另外通過夾具直接壓緊保證貼合，獲得良好精度。

　　(2)頂蓋激光釬焊

　　某車型頂蓋沒有裝飾條，采用激光釬焊填充頂蓋與側圍的連接縫隙，焊縫通過在焊裝專用打磨房通過自動打磨后，外觀光順，整車油漆后外頂蓋與側圍外板之間的縫隙非常小，相比激光熔焊外觀上非常美觀，因此激光釬焊是目前被大多數主流汽車廠所應用，例如通用、大眾，神龍等。釬焊對零件的尺寸及匹配精度要求比熔焊精度要高，通常要求頂蓋與側圍配合件間隙0.3mm以下，而且單件側圍外板，頂蓋外板貼合面輪廓度為0.2/200，對工裝夾具要求也非常高，通常頂蓋激光焊的頂蓋夾具機構很復雜。

　　3頂蓋激光焊對車身總拼形式的要求

　　目前主機廠車身的總拼形式主要為2種：單總拼和雙總拼;也就是側圍總成分2次裝配。頂蓋激光焊從總成形式上的選擇主要還是考慮尺寸精度的保障能力。從車身結構機行業應用而言，激光熔焊可以直接采用傳統的單總拼形式，但是激光釬焊可優先采用雙總拼形式，因為側圍總拼分成了兩次裝配，最后總拼側圍外板有利于側圍與頂蓋對接接頭匹配精度保證，從而可獲得良好的焊接質量，當然少數主機廠采用的是單總拼形式，但是往往匹配尺寸精度不容易保證，造車焊縫返修率會比較高。

　　4結論

　　頂蓋流水槽連接方式的選擇，除了要從車身的設計結構、零件的尺寸精度等方面考慮外，還要結合車型的目標定位及制造成本等因素綜合考慮去選擇性應用，但是從目前汽車行業趨勢而言，車身頂蓋激光釬焊是主流趨勢。

　　參考文獻：

　　[1]孫莉莉.淺析激光釬焊技術在白車身焊接中的應用[J].機械制造，2015，53(7)：82-84.

　　[2]李成整，施連青，歐楊陽.影響白車身頂蓋激光釬焊焊接成型質量的關鍵因素[J].時代汽車，2017(9)：78-80.

　　[3]韓立軍.白車身激光熔焊接頭設計型式與質量評價標準[J].點焊機，2010，40(5)：45-49.

　　機械工程師論文投稿刊物：《機械制造》(月刊)創刊于1950年，由上海市機械工程學會主辦。本雜志對我國幾代機電專業人士產生的并正在產生著積極的影響，在機電行業具有相當的知名度。企業、設計研究院所、大專院校中從事機械設計、研究、開發、制造設備應用等工程技術人員以及企業規劃、管理、營銷等的專業人士。

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