汽車激光焊接常見缺陷及解決方案
摘要：激光焊接目前參照標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，對于汽車行業(yè)自動(dòng)化程度較高的加工，建立統(tǒng)一的工藝標(biāo)準(zhǔn)，有利于設(shè)備的推廣。文章后部分析總結(jié)激光焊接常出現(xiàn)的缺陷，并給出解決方案。
一、國外激光焊接汽車標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于大眾汽車的激光焊接標(biāo)準(zhǔn)
1、板材要求參考DIN 18800 Part7，Section3.4，或DVS Code of Practice 0705，Section3.2。適用碳鋼板板材厚度0.5~3.0mm，板材結(jié)構(gòu)承受靜載。板材包括焊縫接頭類型，材料種類（參考DIN EN ISO13919-1）
2、激光焊接焊縫按照要求進(jìn)行一些強(qiáng)制性的檢測，焊縫橫截面外觀尺寸參考DIN 32511進(jìn)行，主要包括余高、熔深、熔寬、焊接深度、板材厚度等，參見圖1。
圖1 激光焊接橫截面尺寸
3、激光焊接要求
參照DVS 3203 Part 3，材料分成冷軋鋼板（ DIN 1623 Part 1，即EN10027）、軋帶鋼（DIN 1624，即EN 10027），熱軋帶鋼板（C<0.20%，TL 1111）、冷軋窄帶板（參見DIN 17100，即EN 10027），對于鋼板中碳含量大于0.22%，或鋅層厚度大于7.5um，需要咨詢工程師。
4、焊縫設(shè)計(jì)
焊縫可焊性主要考慮三個(gè)因素：設(shè)計(jì)，材料和生產(chǎn)。焊縫的主要設(shè)計(jì)特性包括負(fù)載特性、焊縫參數(shù)、裝夾、工件的可容允度、焊后處理等，參見DIN 8528 Part 1。
4.1設(shè)計(jì)布局（參見DVS 3203-4）
主要考慮接頭類型（對接、角接、搭接、疊焊、卷邊等）、焊縫類型（包括位置等信息）如果是鍍鋅板，平板對接間隙控制在0.05~0.1mm，角焊縫單邊角度大于10°。
4.2工藝和質(zhì)量保證
焊縫質(zhì)量參見EN 729 Part 1 ，全面的質(zhì)量要求參見EN 729 Part 2。
當(dāng)沒有明確說明時(shí)，可參見通用標(biāo)準(zhǔn)EN 25817 和En ISO 13919-1，一般情況下滿足B級要求。
評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：外部缺陷或成型標(biāo)準(zhǔn)參見EN 970，用五倍放大鏡觀察焊縫成型即可。
破壞性試驗(yàn)：如圖所示未熔合是焊接缺陷中的一種。
a 激光焊接缺陷 b 疊焊橫截面尺寸
c 搭接橫截面尺寸
圖2 激光焊接橫截面尺寸
焊縫圖紙參見En 22553執(zhí)行，其標(biāo)注，焊接方法對應(yīng)代碼等要一一對應(yīng)。
二、激光焊縫缺陷及原因?qū)Σ撸?/strong>
1、焊接飛濺： 激光焊接完成后，材料或工件表面出現(xiàn)多的金屬顆粒，附著于材料或工件表面。
原因：材料或工件表面未清洗，存在油漬或污染物，也可能是鍍鋅層的揮發(fā)所致。
對策：激光焊前清洗材料或工件。
2、焊縫堆積：填充焊時(shí)焊縫填充材料明顯太多，焊縫太高。
原因：焊接時(shí)送絲速度過快或焊接速度太慢。
對策：增加焊接速度或減小送絲速度，或減小激光功率。
3、焊偏：焊縫金屬不在接頭結(jié)構(gòu)中心凝固。
原因：焊接時(shí)定位不準(zhǔn)，或填充焊時(shí)光與絲的對位不準(zhǔn)。
對策：調(diào)整焊接定位，或調(diào)整填充焊時(shí)光與絲的位置，以及光、絲與焊縫的位置。
4、焊縫凹陷：焊縫金屬表面出現(xiàn)凹下的現(xiàn)象。
原因：釬焊時(shí)，焊接光斑中心位置不良所致，光斑中心靠近下層板材且偏離焊縫中心位置，造成部分母材熔化。
對策：調(diào)整光、絲匹配。
5、焊縫中斷或粗細(xì)不均勻：焊縫釬焊時(shí)，未送絲而形成焊縫中斷或粗細(xì)不均勻。
原因：送絲不穩(wěn)定，或出光不連續(xù)等。
對策：調(diào)整設(shè)備的穩(wěn)定性。
6、氣孔：焊縫表面出現(xiàn)氣孔。
原因：焊縫表面未清理，或鍍鋅板鋅蒸氣的揮發(fā)所致。
對策：清理焊縫表面，改善鋅受熱時(shí)的揮發(fā)。
7、焊瘤：在焊縫軌跡發(fā)生大的變化時(shí)，容易在轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)焊瘤或成型不均等現(xiàn)象。
原因：焊縫軌跡變化大，示教不均勻所致。
對策：在最優(yōu)參數(shù)下焊接，且調(diào)整好示教以連貫過度轉(zhuǎn)角處。
