白车身激光钎焊检查与返修方法

　　摘要：激光钎焊通过高能激光束将焊丝融化，并在工件表面延展，形成焊缝。为了能够综合性地评价焊缝质量，从激光钎焊的原理和焊接系统组成入手，提出了机器人在线监测、人工目视检验、破坏性检测和无损检测等多种手段。并针对车间现场常见的六大类缺陷，通过大量的试验摸索与效果评估，按照严重程度、方案的适用性和节拍角度系统性地规划了返修方法，为各大主机厂提升激光钎焊焊接质量提供了思路。

　　关键词：激光钎焊在线监测破坏检测无损检测返修白车身

　　1前言

　　近年来，越来越多的新技术引入到汽车行业内，各大汽车主机厂也在其中寻找“四高两低”的新型连接工艺(生产效率高、连接强度高、可靠性高、外观品质高、成本低、污染物排放低)。而激光钎焊因其具有焊缝美观、焊接速度快[1]、焊缝强度高[2]、密封效果好、能够实现异种材料焊接[3]等优点，逐渐得到各大主流汽车生产厂家的青睐。相比较传统点焊工艺，激光钎焊所需搭接边小;外观美观，可作为外观面处理。此外，应用在车顶与侧围焊接时，还可节省点焊后所需要覆盖的装饰条。纵观国内外的相关文献，对于焊缝的影响因素研究较多，却鲜有对于焊缝的质量检测手段及不同种类缺陷如何进行修复的相关报导。因此探讨如何对焊缝进行质量监控及返修显得尤为必要。

　　焊接论文范例：水轮发电机组过流部件汽蚀处理焊接工艺探讨

　　2激光钎焊的原理

　　激光钎焊时，高能量的激光束作为热源照射到低于母材熔点的焊丝表面上，焊丝在光束能量的持续加热下熔化成液态金属并滴落在被焊接工件的表面上。由于金属液滴具有表面张力，在被焊工件表面润湿、延展，冷却后与两侧工件实现良好的冶金连接。钎焊的过程中，填充焊丝熔化，被焊接的母材不融化。

　　3激光钎焊工作站的构成

　　a.激光源系统，包括激光发生器、激光冷却装置、光钎，其作用为产生激光后耦合并将一定功率及波长的激光束稳定输出给激光镜头。b.焊接系统，包括焊接机器人、送丝机、焊枪及激光镜头、工装夹具、焊接保护气源，焊接系统各组成设备的选型是获得高质量焊缝的关键因素。c.控制系统，包括激光器控制系统及机器人控制柜、ANDON系统等。控制系统是焊接过程的指挥官，负责焊接过程的各项参数控制。d.附属设施，包括焊房(密闭激光防护区)、抽风设备、空调设备等。附属设置为激光钎焊过程提供了良好的外部环境。

　　4激光钎焊的质量检查方法

　　激光钎焊的检查方法分为在线检测[6]和离线检测。在线检测分为人工在线目视检验和机器人在线监测。机器人在线监测主要通过焊接激光头附带的相关检测设备进行监控。模块中包含高动态相机、音频收集器及焊接参数记录、分析系统等。可以实时记录焊接过程中的各项参数及焊接过程的清晰图像，方便相关技术人员分析焊接过程。离线检测主要通过人工在离线位置检查。离线检测主要有人工离线目视检验、破坏性检测和无损检测3种。

　　4.1目视检验

　　人工在线及离线检验统称为目视检验，它是一种非破坏性的检查方式，其主要检查焊缝的长度、数量、位置、外观质量(包括焊穿、气孔、焊缝凹陷、飞溅等)。目视检查标准如下。a.激光钎焊长度是否满足设计要求、表面整体平整。b.起弧和收弧位置要良好填充，同时不能出现焊瘤。c.不允许出现断焊、焊偏、凹陷、焊穿、缺肉、气孔(可允许不大于0.2mm气孔)等质量缺陷。d.焊缝及外板板材无打磨沟、明显划伤。

　　5激光钎焊返修方法

　　根据表面气孔的直径D大小选择不同的返修方法。a.D<0.2mm，无需返修，气孔在喷漆后会消失;b.0.2mm2mm，采用钨极惰性气体保护焊(Tung⁃stenInertGasWelding,Tig)返修。返修合格标准如下。

　　a.缺陷位置返修后与原焊缝平滑过渡;b.返修前，单台车最大允许出现的气孔总数为10个(尺寸0.2~2mm，超过2mm必须返修)。超过这个范围，停止生产，并检查焊接过程参数、板件间隙、板件镀锌层厚度等。 根据焊缝缺陷长度L选择不同的返修方法。a.L≤10mm时，采用在焊装车间涂抹树脂返修或涂装涂PVC胶;b.10mm40mm时，将待返修总成送回焊接工作站进行二次焊接，此时需要手动调整轨迹或者参数。返修合格标准如下。a.返修后的焊缝表面应与原焊缝平滑过渡;b.Tig焊引起的钣金变形需修复到合格状态。

　　6结束语

　　随着激光钎焊被国内外越来越多的主机厂引入到白车身生产当中，如何获得高质量、高可靠性的焊缝越来越得到相关技术人员的重视。结合长期的现场经验，对焊缝的在线及离线检测，各类缺陷的返修方法做了详细分类及说明，相信可以为焊装车间相关工艺及质量工程师在激光钎焊的品质管理方面提供一定的参考借鉴。

　　参考文献：

　　[1]郑世卿,庄树祥,黄英俊,等.高速激光热丝钎焊表面成形质量的控制[J].焊接,2020(1):42-46.

　　[2]王之桐,江玉军,杨武雄.镀锌板激光钎焊接头拉伸性能研究[J].激光与红外,2007(7):23-24.

　　[3]崔凌越,米高阳,胡席远,等.基于CuSi3焊丝的激光熔钎焊钢/铝异种金属工艺分析[J].焊接学报,2018,39(9):10-16.

　　[4]KoltsovA,BaillyN,CretteurL.WettingandlaserbrazingofZn-coatedsteelproductsbyCu–Sifillermetal[J].Jour⁃nalofMaterialsScience,2010,45(8):2118-2125.

　　[5]姜楚山,姬大鹏,刘金龙,等.车身激光焊接工艺规划及过程缺陷对策[J].汽车工艺师,2019(10):21-26.

　　作者：张旭东方晓明