淺析激光釬焊缺陷形成原因及控制措施

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1、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)SHOPSOLUTION淺析激光釬焊缺陷形成原因及控制措施激光釬焊技術(shù)和傳統(tǒng)的釬焊技術(shù)具有相同的基本原理，釬焊時(shí)釬料熔化為液態(tài)而母材保持為固態(tài)，液態(tài)釬料在母材的間隙中或表面上潤(rùn)濕、毛細(xì)流動(dòng)、填充、鋪展、與母材相互作用、冷卻凝固形成牢固的接頭，從而將母材聯(lián)接在一起。以某款車后行李箱蓋激光釬焊為例，介紹激光釬焊的質(zhì)量影響因素、缺陷類型及控制措施。奇瑞汽車股份有限公司王軍30%左右，溫度提高時(shí)反射率降低。對(duì)于同一種1設(shè)備及輔材選取金屬，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，吸收率越高，因此在焊接鋼材料設(shè)備：FANUCM710i機(jī)器人、3kWNd:YAG激時(shí)，為了減少激光發(fā)射時(shí)熱量的損失，一般用電弧光

2、器(光纖傳輸)。熱源預(yù)熱。根據(jù)焊縫位置幾何型面的不同，設(shè)定合母材：0.7mm低碳非合金鋼板。適的激光功率。室溫下材料對(duì)不同波長(zhǎng)激光能量的釬焊絲：Φ1.2mm銅硅合金焊絲（CuSi3）。吸收率見(jiàn)圖1。保護(hù)氣體：壓縮空氣。2影響激光釬焊的主要因素激光釬焊與其他焊接方法相比，對(duì)各參數(shù)要求較高，各參數(shù)偏差對(duì)激光釬焊質(zhì)量影響比較顯著,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)激光釬焊質(zhì)量有影響的參數(shù)分為兩部分。2.1激光設(shè)備特定的參數(shù)激光設(shè)備的特有參數(shù)包括激光功率、光斑直徑、焊接速度及送絲速度等。圖1室溫下過(guò)渡金屬對(duì)不同波長(zhǎng)激光能量的吸收率（1）激光焊接的熱效應(yīng)（2）光斑直徑激光焊接的熱效應(yīng)取決于工

3、件吸收光束能量光斑直徑的大小影響著焊絲熔化后的鋪展及板件的程度，常用吸收率表征，激光釬焊時(shí)只有少部分對(duì)激光能量的吸收，依據(jù)所焊接頭的形式，選擇合適能量被吸收，室溫時(shí)鐵對(duì)YAG激光能的吸收率僅為的光斑直徑。光斑過(guò)小，焊絲熔化后不易鋪展甚至不2010年第9期汽車工藝與材料AT&M31生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)SHOPSOLUTION能完全熔化焊絲。后行李箱蓋采用對(duì)接接頭，通過(guò)現(xiàn)不利于釬焊絲的潤(rùn)濕及在焊縫中鋪展，同時(shí)通過(guò)釬焊場(chǎng)驗(yàn)證選取光斑直徑為3~4mm。絲與板件作用力的調(diào)整，可以消除板件局部偏差引起（3）焊接速度及送絲速度的質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的驗(yàn)證，一般情況下，在焊絲根據(jù)母材材質(zhì)、厚度、焊縫的幾

4、何形狀確定每處與板件接觸時(shí)將釬焊絲下壓0~1mm為最佳，其焊縫示教位置、激光功率、焊接速度及送絲速度。依據(jù)激成型美觀，同時(shí)可以彌補(bǔ)焊絲位置發(fā)生的微偏差。光發(fā)生器提供的最大功率，在能保證焊接質(zhì)量的前提釬焊絲與焊縫的角度、釬焊絲距焊縫的垂直高度下選擇更高的焊接速度，以提高生產(chǎn)效率。在焊接速要根據(jù)板件的形狀設(shè)定具體的參數(shù)，這樣有利于焊縫度選定之后，選擇匹配的送絲速度。送絲速度過(guò)快，成型及減少缺陷。機(jī)器人示教中要保證整個(gè)焊接過(guò)程焊縫成型不平滑；送絲速度慢，焊縫處成型的焊材激光聚焦器、釬焊絲導(dǎo)嘴不能與板件干涉，合適的示少，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)熔焊，影響焊縫的強(qiáng)度及美觀。焊接教位置可以消除部分焊

5、接缺陷。速度、送絲速度、激光功率要相互搭配選擇，焊接質(zhì)3缺陷類型及成因量才能得到保證。后行李箱蓋因焊縫幾何面的變化，焊接速度選取范圍為100~260cm/min，經(jīng)驗(yàn)證可以在實(shí)際生產(chǎn)中，后行李箱蓋激光釬焊由于受到激滿足質(zhì)量要求。光焊接過(guò)程軌跡、操作空間、設(shè)備等諸多因素影響，2.2機(jī)器人的示教位置焊縫質(zhì)量缺陷依然會(huì)出現(xiàn)。焊縫軌跡的起點(diǎn)處、收尾（1）釬焊絲進(jìn)給方式處、拐角段是激光釬焊質(zhì)量問(wèn)題的常發(fā)位置，對(duì)此處激光釬焊絲進(jìn)給方式分為2種：一種是釬焊絲從參數(shù)合理的選取及檢查可以有效避免發(fā)生問(wèn)題。在實(shí)激光束的前方進(jìn)給，另一種是釬焊絲從激光束的后方際生產(chǎn)中，激光釬焊可產(chǎn)生以下缺陷。進(jìn)給

6、。經(jīng)過(guò)對(duì)2種進(jìn)給方式的驗(yàn)證，釬焊絲從激光束a.氣孔：焊縫中出現(xiàn)針眼、氣孔。后方進(jìn)給受到板件摩擦、板件幾何形狀變化等影響，原因：焊接過(guò)程受到母材表面的清潔度、透鏡影響釬焊絲進(jìn)給速度、導(dǎo)嘴位置，不利于焊縫外觀成鏡片損耗度、釬焊絲與激光束交點(diǎn)相對(duì)位置變化的影型。同激光束后方進(jìn)給相比，釬焊絲從激光束前方進(jìn)響，焊縫表面會(huì)出現(xiàn)不同狀態(tài)的氣孔。給，釬焊絲在進(jìn)給的方向不受板件形狀阻礙等影響，b.熔焊型焊縫：在焊縫中沒(méi)有焊料，焊縫的外同時(shí)可以解決釬焊絲在相對(duì)位置略偏移后方進(jìn)給不能觀如同激光熔焊焊縫一樣，激光熔焊焊縫與激光釬焊熔化焊絲或潤(rùn)濕鋪展等質(zhì)量問(wèn)題。后行李箱蓋兩處焊焊縫對(duì)比見(jiàn)圖2?？p幾何

7、角度超過(guò)90°，故此選用釬焊絲從激光束前方原因：受送絲機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性、送絲機(jī)構(gòu)中釬焊絲剩進(jìn)給。余量等方面影響。（2）釬焊絲與焊縫的幾何參數(shù)c.焊縫單邊連接：熔化后釬料只與母材一邊接導(dǎo)嘴伸出的釬焊絲與焊縫位置形成的角度影響觸，見(jiàn)圖3。焊縫外觀成型，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試驗(yàn)證，在角度不超過(guò)原因：在焊接前，導(dǎo)嘴處焊絲與激光束相對(duì)位置45°時(shí)焊絲與焊縫成型良好，在確保不干涉的前提下發(fā)生偏移，導(dǎo)致熔融的焊絲只能與板件單邊接觸，不選取小角度（前提避免激光聚焦器頭與板件及母材干能在焊縫間隙內(nèi)潤(rùn)濕、鋪展，出現(xiàn)焊縫單邊焊。涉）可提高釬焊絲的潤(rùn)濕