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AG8激光填丝焊接技术在薄板搭接焊接中的应用

日期:2018年4月9日 11:32

激光焊接具有密度高、加热范围小、残余应力和变形小等特点,在工业发达国家已广泛应用于汽车工业,并取得了显著的经济效益。如图1所示,有50%~70%的零部件采用激光加工完成。目前,整车企业常用的激光焊接主要分为两种方式:一种为填充焊,即通常所说的钎焊,需要填加比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,钎料熔化,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与固相母材相互扩散实现连接焊件的方法,如图2所示,主要应用于汽车顶盖的焊接;另一种为自熔焊,即不需要焊条或填充材料便可得到成分与母材相同的焊缝,激光直接作用在工件表面上进行焊接。

 

 


图1 激光焊接在车顶及其他结构中的应用

 

 

 

 


图 2 激光钎焊在汽车车身焊接中的应用

 

 

 

激光钎焊与普通钎焊焊接工艺类似,区别在与激光钎焊是利用激光将钎料熔化。不同于熔焊,钎焊属于固相连接。当连接的零件和钎料加热到钎料熔化,利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散,以及在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接。激光钎焊主要用在汽车侧围和顶盖的拼接上,如图3所示,能有效地简化连接处的结构设计,减少工位流程,同时密封性较好;自熔焊多用于车门及下部的一些钣金件的连接上,基本形式为搭接连接。

 

 


图3车体顶盖的激光钎焊成形

 

 

 

激光钎焊和激光自熔焊原理上的区别就是母材是否熔化,钎焊的接头连接强度一般低于熔化焊,但焊缝成形美观,密封性好,适用于高端乘用车制造中。为进一步降低制造成本,可采用激光自熔焊接代替激光钎焊,用于车身不等厚板的拼接和车体焊接,例如顶盖和侧围等车身框架结构的焊接。然而考虑到实际生产的压装和折弯技术条件,装配间隙往往很难满足激光自熔焊接的间隙要求。

 

为打破这一横亘在生产成本和生产质量之间的技术矛盾,AG8创造性地将激光填丝焊接技术应用于薄板搭接焊接中。激光填丝焊是在激光自熔焊接的基础上加入送丝功能,用多余的焊丝来补偿较大板间隙带来的焊缝缺失,从而保证较低生产成本的同时达到更高的生产质量。另外,激光填丝焊接获得的焊缝强度也要远高于激光自熔焊接。

DC03碳钢板材的焊接普遍应用于农用机车顶盖和侧围的制造中。由于DC03低碳冷轧钢板具有良好的深冲性能,且焊接性能优良,主要采用钎焊和点焊等传统焊接方法制造。钎焊的弊端在于需要选择合适的填充钎料进行焊接,适用于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件,且钎焊需要极其严格的操作环境和装配精度;而点焊又存在强度有限,达不到工艺要求。DC03碳钢板搭接直角焊缝激光填丝焊试验结果表明:该方法不但可以保证背部焊透(即足够熔深),变形小,同时也可以达到钎焊的高精度和良好成形,且焊后接头强度高于激光钎焊。采用激光填丝熔化焊用于农用汽车顶盖和侧围的焊接不仅能够满足复杂结构的搭接焊要求,同时成本大幅降低,产生显著的经济效益。

AG8采用激光填丝焊接实现了0.8mmDC03碳钢板材直角焊缝的搭接焊接(如图4所示),焊缝成形效果良好,综合性能优良,已应用于农用汽车顶盖和侧围的焊接制造中。

 

 

 


图4AG80.8mm碳钢激光填丝焊焊缝效果

 


 

 

 

南京AG8

AG8专业从事激光增材制造装备(3D打印机)、智能激光焊接装备、自动化生产线的研发与生产。
在金属激光增材制造装备方面,AG8已取得了突破性进展,成果已广泛应用于航空航天、汽车、船舶、模具等行业。
在激光焊接装备方面,AG8拥有国内领先的激光焊接技术及装备,已为国内研制并提供多套远程激光焊接系统、激光-MIG(MAG)复合焊接系统、激光-TIG复合焊接系统、窄间隙激光填丝焊接系统、激光钎焊系统等。
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