拆车坊浅谈大众激光焊接工艺 激光焊接车身

发布日期:2017-12-04 09:05:01 更新时间: 2017-12-01 编辑: 晓春
拆车坊浅谈大众激光焊接工艺 其实并不完美_车讯网

车讯网 报道】拆车坊已经发布了十七期,在这一年多的时间里,我们遇到了很多大众品牌轿车,也看到了它们使用的激光焊接工艺。但让我们产生疑问的是,同是大众车型,按理说焊接工艺应该是源自同种技术,表现应该差不多。但是高尔夫优质的激光焊接 、途观和迈腾的焊穿现象、昊锐奇怪的搭接激光焊接等,让我们看到了大众车系并不统一的品质呈现。本文将针对大众汽车激光焊接工艺做一个简单的讨论,文中部分解读由清华大学汽车工程系专家给出。


关于激光焊接 工艺:激光焊接 就是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。通俗点讲,激光束接触金属材质时,其热量通过热传导传输到工件表面及表面以下更深处,在激光热源的作用下,材质熔化、蒸发、并穿透工件的厚度方向形成狭长空洞,随着激光焊接 的进行,小孔沿两工件间的接缝移动,进而形成焊缝。

激光焊接焊穿算不算瑕疵?

我们先来看看第十六期中,一汽-大众对迈腾门框激光焊接 焊穿的解释(回复原文未经任何删改):

图中的两个焊点是中频点焊的焊点,由于一汽-大众迈腾门框采用超高强度钢,根据工艺要求,必须先经过中频点焊再进行激光焊接

中频点焊时由于内外两侧超高强度钢和低合金高强钢的强度和硬度以及熔点等方面存在差异,所以焊点外观比采用低合金钢的焊点明显。但前者强度远高于后者,使车身具有更高的强度和刚度。


图注:拆车坊拆解的迈腾 车门框焊接部位

焊穿的原因是因为:焊前上、下冲压单件的匹配存在一定的间隙,从而导致极个别车辆的部分区域焊穿。

从焊接强度来看:面连接的强度远大于线连接的强度,线连接的强度远大于点连接的强度,所以即便出现局部的焊穿,激光线型焊接的强度也会远大于点焊的强度。


图注:拆车坊拆解的途观 车门框焊接部位 出现瑕疵


图注:拆车坊拆解的高尔夫 车门框焊接部位 工艺优秀

清华大学汽车工程系资深专家解读:焊穿现象的确是瑕疵

激光焊接工艺一直就是大众集团所倡导的,其各款车型中也普遍应用了该技术工艺。我们也针对激光焊接工艺请教了清华大学汽车工程系的资深专家吴凯辉老师,得到的解释是:激光焊接 工艺在理论上的确好于传统的点焊工艺,因为它能让钢板结合更严密,整体强度更高。但是在实际应用中,很难证明激光焊接的优势,也不能很容易的证明点焊的牢固程度差。



途观的激光焊接里还掺杂了点焊工艺

事实上,大众集团自己也没有相应的数据来证明激光焊接工艺大大优于传统点焊工艺。但是有一点可以肯定的是,激光焊接工艺成本高于传统点焊工艺,至于原因,后文将详细解读。吴老师指出:拆车坊所遇到的途观和迈腾车门框激光焊接焊穿的情况,可以确定是工艺瑕疵,关于这一点,厂家再怎么解释也无法掩饰。至于高尔夫的门框激光焊接为什么那么漂亮,原因可能比较简单。一个大胆的猜想是:高尔夫生产线上使用的激光焊接 设备,品质较好(途观和迈腾生产线的激光焊接设备可能品质低于高尔夫的焊接设备),而国家相关法规又没有规定激光焊接工艺应该达到什么效果。此外,正如厂家所说,即便是焊穿了,其强度也不一定差到哪里去,只可惜谁都没有数据来证明。

激光焊接车身_什么是激光焊接车身_太平洋汽车网百科

1激光焊接车身名词解释

普通的焊接原理其实就是将金属液化,然后冷却后溶为一起。汽车的车身是由上下左右四块钢板焊接而成的,普通的焊接都是点焊,通过一个一个得焊点把钢板连接到一起。


激光焊接 则是物理原理利用激光的高温,将两块钢板内的分子结构打乱,分子重新排列使得两块钢板中的分子溶为一体。实际操作是采用偏光镜反射激光产生的光束,使其集中在聚焦装置产生巨大能量的光束。激光束在聚焦点上的直径为0.2-0.6毫米范围内,可得到超过106-108瓦/平方厘米的光强,焦点接近工件,工件表面达到熔化结合的物理变化。


所以激光焊接是把两块钢板变成了一块钢板,因此相比普通焊接来说,拥有更高的强度。

2激光焊接车身特点

激光焊接技术有哪些优点?

激光焊接主要有加热范围集中且精确可控、焊接变形小、焊接速度快等特点。激光焊接 和常见的电弧焊对比,激光光斑直径可以精确控制,通常照射在材料表面的光斑直径在0.2-0.6mm的范围内,且越靠近光斑中心的位置能量越高(能量从中心到边缘呈指数衰减,即高斯分布),激光焊的焊缝宽度可以控制在2mm以下。而电弧焊的电弧宽度无法精确控制且远远大于激光光斑直径,电弧焊的焊缝宽度也远远大于激光焊,通常在6mm以上。由于激光焊接的能量很集中,从而熔化的材料少,需要的总热量小,因此焊接变形小,焊接速度快。

激光焊接与电阻点焊相比,强度如何?激光焊接 的接头是一条细长的连续的直线,而电阻点焊的接头则是一排略微下凹的离散的圆点。如果说激光焊的接头像拉链一样把衣服的两襟连在一起,那电阻点焊的接头就像是扣衣服的扣子。激光焊的焊缝金属是经过快速凝固获得的,其晶粒(金属的基本组成单元,可以理解为金属的细胞)更加细小,有利于提高焊缝金属的强度,因此激光焊焊缝金属的强度要比电阻点焊焊缝金属的强度高一点。同时不要忘了,电阻点焊的接头是一串离散的点,刚才拿焊上的部分去和激光焊比都已经比不过了,而那些没焊上的地方还要“拖后腿”,那平均下来电阻点焊就更加比不过激光焊了。因此,对于相同长度的焊接接头而言,激光焊的强度要高于电阻点焊。


激光焊接


电阻点焊接头

3激光焊接车身是否更安全?

电阻点焊接头的强度虽然比不过激光焊,但是还是要比金属母材高的,整体焊接车体的最薄弱环节在于母材上的焊接热影响区。也就是说金属母材是最弱环节,因此一旦车身受到强烈的外力时,绝大多数情况下都是金属母材发生破坏,而不是焊接接头。正是由于金属母材这块短板的存在,使得激光焊接 的车身和电阻点焊的车身对外表现出来的强度几乎没有区别。因此激光焊接车身在受到外力的影响时并不会比电阻点焊车身更安全。

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