摘要：激光釬焊通過高能激光束將焊絲融化，并在工件表面延展，形成焊縫。為了能夠綜合性地評價焊縫質(zhì)量，從激光釬焊的原理和焊接系統(tǒng)組成入手，提出了機(jī)器人在線監(jiān)測、人工目視檢驗、破壞性檢測和無損檢測等多種手段。并針對車間現(xiàn)場常見的六大類缺陷，通過大量的試驗摸索與效果評估，按照嚴(yán)重程度、方案的適用性和節(jié)拍角度系統(tǒng)性地規(guī)劃了返修方法，為各大主機(jī)廠提升激光釬焊焊接質(zhì)量提供了思路。

　　關(guān)鍵詞：激光釬焊在線監(jiān)測破壞檢測無損檢測返修白車身

　　1前言

　　近年來，越來越多的新技術(shù)引入到汽車行業(yè)內(nèi)，各大汽車主機(jī)廠也在其中尋找“四高兩低”的新型連接工藝(生產(chǎn)效率高、連接強(qiáng)度高、可靠性高、外觀品質(zhì)高、成本低、污染物排放低)。而激光釬焊因其具有焊縫美觀、焊接速度快[1]、焊縫強(qiáng)度高[2]、密封效果好、能夠?qū)崿F(xiàn)異種材料焊接[3]等優(yōu)點，逐漸得到各大主流汽車生產(chǎn)廠家的青睞。相比較傳統(tǒng)點焊工藝，激光釬焊所需搭接邊小;外觀美觀，可作為外觀面處理。此外，應(yīng)用在車頂與側(cè)圍焊接時，還可節(jié)省點焊后所需要覆蓋的裝飾條�？v觀國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)，對于焊縫的影響因素研究較多，卻鮮有對于焊縫的質(zhì)量檢測手段及不同種類缺陷如何進(jìn)行修復(fù)的相關(guān)報導(dǎo)。因此探討如何對焊縫進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控及返修顯得尤為必要。

　　焊接論文范例：水輪發(fā)電機(jī)組過流部件汽蝕處理焊接工藝探討

　　2激光釬焊的原理

　　激光釬焊時，高能量的激光束作為熱源照射到低于母材熔點的焊絲表面上，焊絲在光束能量的持續(xù)加熱下熔化成液態(tài)金屬并滴落在被焊接工件的表面上。由于金屬液滴具有表面張力，在被焊工件表面潤濕、延展，冷卻后與兩側(cè)工件實現(xiàn)良好的冶金連接。釬焊的過程中，填充焊絲熔化，被焊接的母材不融化。

　　3激光釬焊工作站的構(gòu)成

　　a.激光源系統(tǒng)，包括激光發(fā)生器、激光冷卻裝置、光釬，其作用為產(chǎn)生激光后耦合并將一定功率及波長的激光束穩(wěn)定輸出給激光鏡頭。b.焊接系統(tǒng)，包括焊接機(jī)器人、送絲機(jī)、焊槍及激光鏡頭、工裝夾具、焊接保護(hù)氣源，焊接系統(tǒng)各組成設(shè)備的選型是獲得高質(zhì)量焊縫的關(guān)鍵因素。c.控制系統(tǒng)，包括激光器控制系統(tǒng)及機(jī)器人控制柜、ANDON系統(tǒng)等�？刂葡到y(tǒng)是焊接過程的指揮官，負(fù)責(zé)焊接過程的各項參數(shù)控制。d.附屬設(shè)施，包括焊房(密閉激光防護(hù)區(qū))、抽風(fēng)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等。附屬設(shè)置為激光釬焊過程提供了良好的外部環(huán)境。

　　4激光釬焊的質(zhì)量檢查方法

　　激光釬焊的檢查方法分為在線檢測[6]和離線檢測。在線檢測分為人工在線目視檢驗和機(jī)器人在線監(jiān)測。機(jī)器人在線監(jiān)測主要通過焊接激光頭附帶的相關(guān)檢測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。模塊中包含高動態(tài)相機(jī)、音頻收集器及焊接參數(shù)記錄、分析系統(tǒng)等�？梢詫崟r記錄焊接過程中的各項參數(shù)及焊接過程的清晰圖像，方便相關(guān)技術(shù)人員分析焊接過程。離線檢測主要通過人工在離線位置檢查。離線檢測主要有人工離線目視檢驗、破壞性檢測和無損檢測3種。

　　4.1目視檢驗

　　人工在線及離線檢驗統(tǒng)稱為目視檢驗，它是一種非破壞性的檢查方式，其主要檢查焊縫的長度、數(shù)量、位置、外觀質(zhì)量(包括焊穿、氣孔、焊縫凹陷、飛濺等)。目視檢查標(biāo)準(zhǔn)如下。a.激光釬焊長度是否滿足設(shè)計要求、表面整體平整。b.起弧和收弧位置要良好填充，同時不能出現(xiàn)焊瘤。c.不允許出現(xiàn)斷焊、焊偏、凹陷、焊穿、缺肉、氣孔(可允許不大于0.2mm氣孔)等質(zhì)量缺陷。d.焊縫及外板板材無打磨溝、明顯劃傷。

　　5激光釬焊返修方法

　　根據(jù)表面氣孔的直徑D大小選擇不同的返修方法。a.D<0.2mm，無需返修，氣孔在噴漆后會消失;b.0.2mm2mm，采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊(Tung⁃stenInertGasWelding,Tig)返修。返修合格標(biāo)準(zhǔn)如下。

　　a.缺陷位置返修后與原焊縫平滑過渡;b.返修前，單臺車最大允許出現(xiàn)的氣孔總數(shù)為10個(尺寸0.2~2mm，超過2mm必須返修)。超過這個范圍，停止生產(chǎn)，并檢查焊接過程參數(shù)、板件間隙、板件鍍鋅層厚度等。 根據(jù)焊縫缺陷長度L選擇不同的返修方法。a.L≤10mm時，采用在焊裝車間涂抹樹脂返修或涂裝涂PVC膠;b.10mm40mm時，將待返修總成送回焊接工作站進(jìn)行二次焊接，此時需要手動調(diào)整軌跡或者參數(shù)。返修合格標(biāo)準(zhǔn)如下。a.返修后的焊縫表面應(yīng)與原焊縫平滑過渡;b.Tig焊引起的鈑金變形需修復(fù)到合格狀態(tài)。

　　6結(jié)束語

　　隨著激光釬焊被國內(nèi)外越來越多的主機(jī)廠引入到白車身生產(chǎn)當(dāng)中，如何獲得高質(zhì)量、高可靠性的焊縫越來越得到相關(guān)技術(shù)人員的重視。結(jié)合長期的現(xiàn)場經(jīng)驗，對焊縫的在線及離線檢測，各類缺陷的返修方法做了詳細(xì)分類及說明，相信可以為焊裝車間相關(guān)工藝及質(zhì)量工程師在激光釬焊的品質(zhì)管理方面提供一定的參考借鑒。

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　　作者：張旭東方曉明