4.東風(fēng)馮振坡-轎車頂蓋激光釬焊填充間隙控制方法

轎車頂蓋激光釬焊搭間隙控制方法馮振坡，國(guó)莉（神龍汽車有限公司技中心，湖北武漢430056摘要本文要介紹了激光釬焊的基本原理，并基于本公司B73及MX3車頂蓋激光釬焊工藝的應(yīng)用，對(duì)轎車頂蓋激光釬焊搭接間隙的控制方法進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞激光焊；搭接間隙；制方法0前言近年來(lái)，激光釬焊技術(shù)在汽車車身制造上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和成熟，主要應(yīng)用在車身頂蓋和側(cè)的連接，行李箱蓋板的連接等部位。它的原理是利用高能量密度的激光束加熱熔化釬料，使其與母潤(rùn)濕，從而實(shí)現(xiàn)連接。相對(duì)于傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊，激光釬焊在焊接速度、焊接質(zhì)量、熱輸入控制、焊接柔化等方面都具有卓越的優(yōu)勢(shì)。1影響激光釬焊質(zhì)量的主要因素本文主要研究頂蓋激光釬焊技術(shù)。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工藝探索，發(fā)現(xiàn)對(duì)于頂蓋激光釬焊來(lái)說(shuō)，影響接質(zhì)量的主要因素包括零件幾何尺寸、工藝參數(shù)的設(shè)置、設(shè)備的穩(wěn)定性等三個(gè)大的方面。其中，最控制的就是車身頂蓋與側(cè)圍的間隙。實(shí)踐表明，間隙在~0.35mm之間，可以得到理想的焊接質(zhì)量。如間隙過(guò)大，容易出現(xiàn)焊縫塌陷、縮孔、焊偏甚至焊接中斷。如果完全沒(méi)有間隙，釬料在焊縫表面的展?fàn)顟B(tài)不好。車身頂蓋與側(cè)圍的焊縫較長(zhǎng)，要保證間隙均勻一致很困難。本文基于B73及MX3車的頂蓋光釬焊工藝應(yīng)用，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始到工業(yè)化調(diào)試階段，對(duì)車身頂蓋與側(cè)圍的間隙的控制方法展開了系的研究。1.1影響激光釬焊搭接間隙的方面因素激光釬焊對(duì)零件搭接的間隙要求為～0.35mm圍總成與頂蓋總成的搭接面是有公差波動(dòng)，因此，如何穩(wěn)定地控制這個(gè)間隙值，是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、側(cè)圍分總成成型夾具計(jì)、頂蓋預(yù)成型夾具設(shè)計(jì)、頂蓋預(yù)成型焊點(diǎn)布置和頂蓋激光釬焊壓板夾具設(shè)計(jì)等方面來(lái)進(jìn)行控制。下面將分別論述筆者根據(jù)參與的B73及MX3頂蓋激光釬焊的開發(fā)過(guò)程所總結(jié)出的搭接間隙控制方法。1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)零件搭接間隙的影響目前，側(cè)圍與頂蓋的搭接有以下兩種方式，如下圖1圖示：筆者所參與的項(xiàng)目是按圖一進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，由于側(cè)圍外板和頂蓋外板夾鈍角，相比較圖2所，左右側(cè)圍總成的開度值是一個(gè)自上而下逐漸

變小的趨勢(shì)，這對(duì)于頂蓋的匹配就變得很容易。而圖中，右側(cè)圍總成的開度值是一個(gè)固定值，因此，對(duì)于后期工業(yè)化調(diào)試階段，對(duì)左右側(cè)圍總成開度值的穩(wěn)定性保證將變的很困難。圖1側(cè)圍板和頂蓋外板夾鈍角1.3側(cè)圍分總成成型夾具設(shè)計(jì)對(duì)零件搭接間隙的影響

圖2側(cè)外板和頂蓋外板夾直角側(cè)圍外板和側(cè)圍內(nèi)板成型焊接時(shí)，對(duì)激光焊搭接部位的幾何尺寸影響比較大，因此，在設(shè)計(jì)分成成型夾具時(shí)，需要考慮對(duì)激光焊搭接部位設(shè)計(jì)仿形塊。一是能夠控制搭接面幾何尺寸，二是現(xiàn)場(chǎng)試階段，能夠快速反應(yīng)，通過(guò)調(diào)整仿形塊來(lái)消除間隙不合格的缺陷。如下圖三所示：頂蓋激光釬焊搭接面仿形塊圖3側(cè)分總成成型夾具上的形塊1.4頂蓋預(yù)成型夾具設(shè)計(jì)對(duì)搭接間隙的影響圖4頂預(yù)成型夾具上的浮動(dòng)構(gòu)從圖1的品設(shè)計(jì)中可以得出側(cè)圍總成合裝后的開度值是一個(gè)自上而下逐漸變小的趨勢(shì)在頂蓋預(yù)裝配過(guò)程中，就需要靠頂蓋的重力使頂蓋左右浮動(dòng)來(lái)適應(yīng)這個(gè)開度值，使頂蓋和側(cè)圍搭接間隙

處在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。如果頂蓋不能夠浮動(dòng)，由于左右側(cè)圍開度值存在誤差，很難將頂蓋確在一個(gè)位置進(jìn)行裝配而保證良好的間隙值。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，在頂蓋預(yù)成型夾具上設(shè)計(jì)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證頂蓋在落的過(guò)程中與左右側(cè)圍總成形成良好的裝配間隙。如下圖所示1.5頂蓋預(yù)成型焊點(diǎn)布置對(duì)搭接間隙的影響頂蓋預(yù)成型焊點(diǎn)的布置對(duì)側(cè)圍和頂蓋在激光焊接時(shí)的搭接間隙有重要影響。因此，需要合理設(shè)成型焊點(diǎn)位置，既能保證頂蓋在Z向向焊接后的成型，又能保證在激光焊接時(shí)，能夠補(bǔ)償側(cè)圍總和頂蓋的搭接間隙。實(shí)踐證明，將預(yù)成型焊點(diǎn)布置在頂蓋中部，在頂蓋激光焊工位，通過(guò)琴鍵壓板力調(diào)節(jié)，可以使頂蓋發(fā)生彈性變形，從而補(bǔ)償搭接間隙；如果將預(yù)成型焊點(diǎn)布置在頂蓋兩側(cè)，則由于焊點(diǎn)經(jīng)將頂蓋兩側(cè)緊固，就無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)琴鍵壓板力來(lái)改善搭接間隙。如下圖5所圖5合的預(yù)成型焊點(diǎn)布置1.6頂蓋激光釬焊壓板夾具設(shè)計(jì)對(duì)搭接間隙的影響琴鍵式壓板夾具是根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化而來(lái)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是能夠通過(guò)壓板壓在頂蓋外上，使頂蓋外板彈性變形，補(bǔ)償頂蓋和側(cè)圍的搭接間隙；二是每個(gè)琴鍵單元的調(diào)整都是單獨(dú)的，可通過(guò)調(diào)整某幾個(gè)壓板來(lái)解決局部搭接間隙出現(xiàn)的問(wèn)題；三是壓力調(diào)整方便，可以快速處理。如下圖6所：彈簧壓力調(diào)節(jié)裝置圖6琴式頂蓋激光釬焊壓板夾具2結(jié)頂蓋激光釬焊搭接間隙是影響激光釬焊焊縫