激光拼焊
车身制造中的激光拼焊技术
激光拼焊设备的种类
激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生 巨 大能量 的光束 。如果焦点靠近工件 ,工件就会在几毫秒内熔化和蒸发 ,这一 效应可用于焊接工艺。
激光焊接设备的关键是大功率激 光器,主要有两大类 :
( )固体激光 器又称Nd: AG 1 Y 激光器
莸得 了 日益广泛的应用 。
第一 步 ,选择 拼板材料 。一 般
来 说 ,对 于焊接之 后还需进 行深拉
的06 .5~25 .mm厚的板 材 ,要 选择 “ 较软 ”的冷轧低 碳钢 。但 实际上
奔驰 、宝马 、通用 、一汽 、东风、J 及奇瑞 等汽车生产厂相继在车 身 AC
中采 用了激光拼焊 板技术 ,如 图1 ? 。 目前 由拼 焊板生产 的汽车零部件 主 i f示 T 要有前后车 门内板 、前后纵梁 、侧围、底板 ,车门内侧的A、B 立柱 ,轮 、c 罩及尾 门内板等 。其中 ,门 内板应用此 工艺最多 ,其次是前纵梁 。J C A 紧跟
及塑性 ,看带有焊缝的结构 区是 否适于深拉加 工。比如对具有横向焊缝及纵 向焊 缝的平面样件进行拉伸试验 ,采 用机械试 验 ( 根据艾雷克橙指数评价 ) 或者 液压压延试验检测其冲压深拉能 力。同时 ,要 评价 焊件不同厚度 、冲压 及冲压时伴随 的热处理之后 的焊 区强度变化等 因素 的影响 。
在 冲压 时受到 的拉应 力最小 ,力求 最 经济 裁料 ,以提高金 属材料 的总 使用率 ,减少材料 浪费 。此外 ,对 拼板搭 接精度要特 别关 注 ,同时 应 避免焊 缝位于 冲压时受 到拉应 力最
大 的部 位 。
激光拼焊在国内外汽车厂的应用
2世纪9年代 ,欧洲 、北美 、 日 各大汽车生 产厂开始在车身制造中大 0 0 本 规模 使用激光拼焊板技术 ,近年该项技术在全球新 型钢 制车 身设计和制造上
长焊缝激光拼焊焊缝碾压预成型技术研究
l a bt e ohe aalb o e i , i dcs cnyh r ueetnhsah p e e t esvib frwln w c r u g w nw s ta l e e e d g h he es at ee imno et gt lt q r t r -l i
增加零件强度 , 大大降低汽车制造成本。随着国外汽车制造技术 低 , 但对料片长度有所限制 , 只对焊缝长度在 1 m以下时有较 其 . 6 的引进以及国内 自主汽车制造技术不断提高 , 国内激光拼焊板的 好的效果 , 其他预成形方式增加工序且大大提高生产成本。 所提出 需求迅速上升。但是 国内激光拼焊线主要依赖进 口, 国内板材激 的焊缝碾压预成型技术通过利用碾压轮对较厚板材边缘进行碾压 光拼焊线市场被外 国垄断 。2 0 年 9月 , o6 由某研究所开发 的国 而使其产生塑性变形来填补两板间间隙 , 可大大降低激光拼焊对
地方较小或者不存在间隙。 如果在整个过程中利用相同碾压量对板
8
e
材进行碾压 , 在没有间隙或间隙很小的地方 , 由于要焊接的两板厚 度不同,在厚板下部与薄板接触的地方厚板材料的流动受到了阻 碍, 而在厚板 匕 部没有与薄板接触的部分受到挤压后材料向焊缝方 向有较大的流动, 这样厚板流动的材料会覆盖 了焊缝而影响了焊缝 位置的跟踪从而导致 了焊接质量的降低; 另外碾压过量将导致两板 间产生较大的侧 向应力而使两板分离 , 这样要抵消两板间的侧向力 就需要增大夹紧力 , 增大夹紧力会使工作台变形增大而导致两板错 配的产生 。 为了解决上述问题就需要对碾压量根据间隙大小实时调 整以保证在间隙量很小和没有间隙的地方进行较小量的碾压 。 如图 2 所示 , 焊缝碾压预成型机构解决了这一技术难点 , 其主 要有厚板侧的碾压轮、 薄板侧的压紧轮、 下方的支撑轮及前侧的间隙 测量装置组成 ,其中碾压轮和压紧轮分别由两个伺服电机来进行向
过程流程图-激光拼焊
884±0.5、474±0.5 表面按FB要求
毛刺≤0.07
刀间隙:0.17mm 刀间隙:0.17mm
激光拼焊: 检验:
焊缝合格:强度(杯突试验) 产品焊接尺寸:0.7/1.4X1350X1500
焊接速度:9.5m/s 激光功率:3500KW 碾压轮压力:2.0KN
第1页 共1页
过程 流程
样品 □
试生产■
正式生产 □
零件号/更改等级:
零件名称/描述:
供应商: 过程 制造 移动 储存 检验 编号
操作描述
原材料检验
过程流程图
主要联系人/电话:
横向小组人员:
供应商/工厂批准/日期:
供应商代码:
编号
#
特殊
关键产品特性
特性 #补充(供应商)KPC符号/(#)追加(客户)KPC符号/*(#)KPC(图纸)符
符号 号
钢材信息准确,外观符合要求
料厚:0.7/ 1.4mm
编号
#
编制日期: 更新日期: 顾 客:
关键过程特性
纵切: 上料、开卷(对中); 夹送(穿带); 过刀(组刀)、 卷取
纵切宽度:1500±0.5mm 表面按FB要求
刀间隙:0.17mm
横切: 上料、开卷(对中); 夹送(穿带); 矫直、 剪切 堆垛 (包装)
激光拼焊检验规范解析
22
精剪边直线度
精剪边质量
焊接
边不能磕伤; 板料中
间不允许夹杂不合格板
料;需要对精剪边有标
识
精品课件
精品课件
精品课件
4 焊缝宽度
0.7mm≤焊缝宽度≤3倍薄板厚度
目测/金相显微 镜
1次/班
5 焊(缝相厚对度薄板)≥80%
目测/金相显微 镜
1次/批次
精品课件
精品课件
精品课件
精品课件
6 焊缝位置
偏差在±1mm以内
目视/卷尺
3PCS/垛
精品课件
7 水平错边
≤1mm
目视/卷尺 3PCS/垛
精品课件
精品课件
精品课件
1 杯突试验 2 拉伸试验
开裂方向平行于焊缝且距
离焊缝≥1mm,或开裂方向 垂直于焊缝,但杯凸考察
杯突试验机
值≥75%
不得在焊缝处及热影响区 开裂
拉伸试验机
2次/班 1次/批次
精品课件
精品课件
精品课件
精品课件
3 板材表面 无油明污显、划异伤物、、压废印屑、翘曲、变形、锈蚀、目测/触摸 3PCS/垛
激光拼焊板金相报告(执行EN ISO 13919-1:1996 )
焊接质量(金相显微镜): 垂直错边h ≤0.08*t1
0.11/0.7=0.15
焊缝垂直错边
精品课件
18
激光拼焊板金相报告(执行EN ISO 13919-1:1996 )
焊接质量(金相显微镜): 根部缩沟h ≤ 0.08*t1
0.11/2.0=0.05 0.09/2.0=0.04
8 焊缝连续性 9 孔洞
正反面不得有明显波动跳跃, 不允许有漏焊现象
激光焊典型案例精选全文完整版
261.1.2 应急管理的内涵
综合性的管理活动
应急管理应当包括常态下和非常态下两部分工作,具体而言,应急管理 应该包括应急预案体系建设、应急设备和基础设施建设、危险源与风险监测、 隐患排查与防范、应急演习演练、应急宣传和培训、应急公众教育、应急科 学和技术发展、报警和应急救援设备设施建设和维护、应急救援队伍建设、 应急储备建设、预测与预警、应急处置、恢复与重建、应急保障,以及应急 责任追究与奖惩等与突发事件应急直接或间接相关的多项内容
把应急管理分为传统的应急管理和现代应急管理,传统的应急管理 只处理单一领域或行业的事件;现代应急管理是为了降低突发灾难 性事件的危害,基于对造成突发事件的原因、突发事件发生和发展 过程以及所产生的负面影响的科学分析,有效集成社会各方面的资 源,运用现代技术手段和现代管理方法,对突发事件进行有效地监 测应对、控制和处理
281.1.3 应急管理的外延
应急管理重在思想而不单是手段
应急管理活动既要按照突发事件自身发展过程(又称生命周期),采取防 范、识别、处理、善后等管理活动和手段,又要按照一般管理职能过程要求, 从危机分析、计划、组织、指挥、领导、决策、沟通、控制与监督等管理职 能方面进行应急管理的职能体系构建。应急管理是管理者要高度关注的一个 管理要素,手段只是管理工具,管理思想和理论基础则要遵循一般管理学的 理论与逻辑。否则在实际应急管理过程中,就会产生本末倒置的情况,即手 段代替思想,导致重视部分忽略主体的“管理近视症”,难以建立长效的应 急管理运作体制和反应机制。
2.焊接时激光偏向一侧(解决方法: 调整焊接时激光到焊缝合适值)
11 激光焊典型案例
激光拼焊典型质量问题
问题六:焊缝局部变窄
原因:
1.拼缝时间隙值过大(解决方法:调 整合适拼缝挤压坐标值或者更换合格板 材)
激光复合焊原理
激光复合焊原理
激光复合焊是一种利用激光束和其他加热源进行复合加热的焊接方法。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 激光束加热:激光器通过将电能转换为激光能量,产生高能量密度的激光束。
激光束具有较高的能量浓度和聚焦能力,可以快速加热焊接材料。
2. 其他加热源加热:除了激光束外,激光复合焊还可以通过其他加热源(如电阻加热、电弧加热等)进行补充加热。
这些加热源可以提供额外的热量,使焊接材料迅速达到熔化温度。
3. 熔池形成:激光束和其他加热源加热焊接材料,使其局部达到熔点。
熔化的材料形成熔池,用于焊接材料的熔合。
4. 波纹形成:激光束和其他加热源在焊接材料上加热的过程中,产生一系列快速加热与冷却的循环,形成了具有特殊形状的波纹。
这些波纹有助于增加焊接区域的热输入和热输出,提高焊接强度和质量。
综上所述,激光复合焊是一种利用激光束和其他加热源进行复合加热的焊接方法,通过快速加热焊接材料,形成熔池,并利用波纹形成的机理,实现焊接材料的熔合。
激光拼焊设备的设计与开发
( )激光 拼焊设 备主机 系统 由上料及 定位装 置 、 2 激光焊接单元 、 自 动下料装置等组成 。 ()辅助系统由安全防护装置和烟尘净化装置组成。 3 ()电气控制 系统 由西门子公司带P O B S D 4 RFU — P 接 口的P C L 产品作为 系统 的过 程控制主站 ,将分布在现
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刘书宏
■ 沈 阳新松机器人 自动化股份有限公司倒、 晓玉
一 沈 阳蓝光 驱动技 术有限公 司, 蒋春雷
激光拼焊设备的 设计与开发
激光拼焊是 将两块或 多块 不同材质 、不 同厚度 、不 同涂层的材料 ,通过 激光焊接成一块 理想的整体板 ,以 满 足零部件对材料性 能的不 同要求 。激光拼焊在汽车工 业 中 已成为标准 工艺 ,车身面板 经激 光拼焊后再进行冲
场 的其他设备通过P F B RO I US—DP 总线实现数字信息的 交换及过程控制 。
2 . 激光拼焊设备工作原理
整个 设备 由激光 器及 光学 配 套设 施 系统 、激光 拼
焊设 备主机 系统 、辅 助系统 、电气控制 系统 四部分协调
工作 ,首先 由操作者 将料 垛放置到上料 台车上 ,设备可 完成料垛初定位功能 ,然后拆垛装 置将 两组不同厚度 的
激光拼焊 设备效果 图
焊 工艺 ,使车 身零件数量 减少 了2 %,振 动性能改善 了 5 3%,抗扭 刚度提高 了6%,并且增加 了弯曲刚度。 5 5 激光拼焊 板在 国外得 到了广泛的应用 ,给制造 汽车 带来 了直接 的好 处 ,使完美 的车 身制造质量成为可 能 , 大大促进 了汽车 零部件制造水平 的提高。 目 中国的激 前 光拼焊板年产量 处于世界第二 、亚洲第一的水平 ,但 目 前 国内的激光拼 焊设备大 多依 靠国外进 口,市场都被 国 外公司垄断 ,这些设备的价格和维护费用非常昂贵。 立 足于 国内的实 际,如果 有国内公司能 自 主研 发、 完成 激 光拼焊 设 备 的设 计和 生 产 ,成 本 可 下降5 %左 0 右 。根据 当前 的 市场 状况 ,开 发和 设计 激 光拼 焊设备 是非常必要 的。所以我公 司 自主开发 了一套激光拼焊 设 备 。该设备具 有成本较低 、加 工精 度高 、运行平稳 等特 点 ,可为同类设备的研发提供借鉴 。 ( )激光 器及光 学配 套设施 系统 由激 光器 、冷水 1
激光拼焊板标准【大全】
激光拼焊是什么?激光拼焊是采用激光能源,将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等,以满足零部件对材料性能的不同要求,用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。
在欧美等发达国家,激光拼焊不仅在交通运输装备制造业中被使用,还在建筑业、桥梁、家电板材焊接生产、轧钢线钢板焊接(连续轧制中的钢板连接)等领域中被大量使用。
激光拼焊板标准—焊缝的验收标准1.总则:本标准适用于厚度为0.6~2.5 mm,厚度比≤2(E/e≤2)的薄钢板的拼焊。
焊缝的验收标准涉及下列特性:●焊缝的外观●它们的机械强度这些特性的每一种都要符合下面规定的验收标准,除非图纸上或PSE文件上另有特殊要求。
2.焊缝的机械强度焊缝的机械强度取决于所用材料以及焊缝断面的几何形状,随着所用拼焊方法(滚压焊,激光焊)和焊接形式(直线焊)的不同而不同。
2.1检验:基础检验是破坏检验,并应根据拼焊方式的不同辅之以频率更高的无损检验做补充。
这些检验的频率在监测计划中具体规定。
2.2无损检验(CND )无损检验方法是基于对焊缝的目视观察和触摸,可以查出拼焊板缺陷。
●焊缝沿长度方向的连续性;●与连接图上定位的出入(焊缝的位置);●开口的孔穴;●拼焊时生成的溅出物。
●熔深(不足或过量),参阅CND验收标准。
在任何情况下这些目视和触摸检验都不能代替破坏检验。
无损检验可以查出可能出现的长度缺陷,但应当辅之以破坏检验,以便对照验收标准中的缺陷数值进行定量分析。
注:采用超声波、射线探伤之类的自动手段可以代替操作人员。
2.3 破坏检验(CD)宏观检验(检验试件或冲压的零件):●分析区的抛光;●利用宏观断面检验焊接的一致性。
●距焊缝两端10 mm处各取一试件;●在焊缝中心位置取一试件;●根据无损检验的情况另外取一些试件。
然后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀试件,并用双目镜(放大率≤100)观察。
3. 直线激光拼焊的验收标准下表规定了直线激光拼焊的验收标准:e= 最薄钢板的厚度CND:无损检验CD:破坏检验测量气孔有多种方法可供采用,可根据所拥有的工具决定。
激光拼焊板标准【大全】
激光拼焊板检验标准激光拼焊是什么?激光拼焊是采用激光能源,将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等,以满足零部件对材料性能的不同要求,用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。
在欧美等发达国家,激光拼焊不仅在交通运输装备制造业中被使用,还在建筑业、桥梁、家电板材焊接生产、轧钢线钢板焊接(连续轧制中的钢板连接)等领域中被大量使用。
激光拼焊板标准—焊缝的验收标准1.总则:本标准适用于厚度为0.6~2.5 mm,厚度比≤2(E/e≤2)的薄钢板的拼焊。
焊缝的验收标准涉及下列特性:●焊缝的外观●它们的机械强度这些特性的每一种都要符合下面规定的验收标准,除非图纸上或PSE文件上另有特殊要求。
2.焊缝的机械强度焊缝的机械强度取决于所用材料以及焊缝断面的几何形状,随着所用拼焊方法(滚压焊,激光焊)和焊接形式(直线焊)的不同而不同。
2.1检验:基础检验是破坏检验,并应根据拼焊方式的不同辅之以频率更高的无损检验做补充。
这些检验的频率在监测计划中具体规定。
2.2无损检验(CND )无损检验方法是基于对焊缝的目视观察和触摸,可以查出拼焊板缺陷。
●焊缝沿长度方向的连续性;●与连接图上定位的出入(焊缝的位置);●开口的孔穴;●拼焊时生成的溅出物。
●熔深(不足或过量),参阅CND验收标准。
在任何情况下这些目视和触摸检验都不能代替破坏检验。
无损检验可以查出可能出现的长度缺陷,但应当辅之以破坏检验,以便对照验收标准中的缺陷数值进行定量分析。
注:采用超声波、射线探伤之类的自动手段可以代替操作人员。
2.3 破坏检验(CD)宏观检验(检验试件或冲压的零件):●分析区的抛光;●利用宏观断面检验焊接的一致性。
●距焊缝两端10 mm处各取一试件;●在焊缝中心位置取一试件;●根据无损检验的情况另外取一些试件。
然后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀试件,并用双目镜(放大率≤100)观察。
激光拼焊标准
PSA 标致-雪铁龙集团B13 1520车辆标准拼焊组装质量无使用限制目录1范围 (1)2焊缝的验收标准 (1)2.1总则 (1)2.2焊缝的机械强度 (2)2.3检验 (2)2.4直线激光拼焊的验收标准 (3)3程序 (5)4标准演变和引用文件 (6)4.1标准演变 (6)4.2引用文件 (6)4.3等效于 (6)4.4等同于 (6)4.5关键词 (6)1 范围本标准补充B13 1510标准“拼焊方法的相关规定”,给出检查拼焊结果的项目和要求。
2 焊缝的验收标准2.1 总则本标准适用于厚度为0.6~2.5 mm,厚度比≤2(E/e≤2)的薄钢板的拼焊。
焊缝的验收标准涉及下列特性:●焊缝的外观(参阅2.3.1节);●它们的机械强度(参阅2.3.2节)。
这些特性的每一种都要符合下面规定的验收标准,除非图纸上或PSE文件上另有特殊要求。
2.2 焊缝的机械强度焊缝的机械强度取决于所用材料以及焊缝断面的几何形状,随着所用拼焊方法(滚压焊,激光焊)和焊接形式(直线焊)的不同而不同。
2.3 检验基础检验是破坏检验,并应根据拼焊方式的不同辅之以频率更高的无损检验做补充。
这些检验的频率在监测计划中具体规定。
2.3.1 无损检验( CND )无损检验方法是基于对焊缝的目视观察和触摸,可以查出2.4节所述的缺陷。
所用措施可以检查:直观地:●焊缝沿长度方向的连续性;●与连接图上定位的出入(焊缝的位置);●开口的孔穴;●拼焊时生成的溅出物。
触摸●熔深(不足或过量),参阅CND验收标准(2.4节)。
在任何情况下这些目视和触摸检验都不能代替破坏检验。
无损检验可以查出可能出现的长度缺陷,但应当辅之以破坏检验,以便对照验收标准中的缺陷数值进行定量分析。
注:采用超声波、射线探伤之类的自动手段可以代替操作人员。
2.3.2 破坏检验(CD)宏观检验(检验试件或冲压的零件):●分析区的抛光;●利用宏观断面检验焊接的一致性(参阅验收标准2.4节)。
激光拼焊板技术
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● 安徽江淮汽车股份有限公司/ 杨旭乐
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魏庆丰
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艳 肖子润
激 光拼焊板技术
激光 拼焊 板技 术 , 即将 经不 同表面 处理 、不 同钢
种ห้องสมุดไป่ตู้、不同厚度的两块 或多块钢 板通过一 种焊接方 法 , 自
的 刚度 , 目 已经被 国内外不少汽车制造商和配件供应 前 商所采 用。冷轧钢板激光拼焊 技术主要应用在 汽车 门内 板 、地板 、立柱等不等厚钢板的拼焊中 , 通过将不 同或
相 同厚度、强度 、材 质的冷轧钢板切成合适 的尺寸和形
由组 合使之成为一个毛坯 件 , 汽车厂直接 使用此毛坯件 冲压成零部件 。2 世纪8年 代,拼焊板技术在汽车 工业 0 0 得 到应 用 , 当时主要是 为了解决钢厂轧机轧出的钢板宽 度不够的 问题 ,通过拼焊技术从 而满足汽车工业对 宽板
激 光 拼焊具 有 减 少零 件和 模具 数 量 、减少 点焊 数
目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺
寸精 度等 好处 。用激 光焊接 技术 , 工件连 接之 间的接 合面宽度可以减少 , 既降低 了板材使用量也提高 了车体
3 o  ̄ 箬 期 M C 疆 代 霹 部件 8 21 2
的需求。
状 , 然后用激光焊接成一个理想的整体 ( 即拼焊板 )。 汽车企业用这种拼焊板冲压成特定的零件装 配汽车 , 以
满足自己和消费者提高汽车产品质量、降低生产成本、
减 轻车 重、降低油耗 、保护环境等 多种需求 。
虽 然激 光拼 焊技 术 已有 一定 应用 ,但 其 局限 性还
重而道远 。
了激光拼焊板技术 ( 图1 见 )。
精心整理激光拼焊技术介绍
1,000
<1
13 不需要
最佳 35
6
228 经常
差 35
CO2激光器 10 6
NA.
3 130 需要 好 12
Disc激光器 15 8
10,000
>4 52 经常 好 35
四、激光拼焊生产线设备系统
3. 激光拼焊线
Soudronic拼焊机系统核心
焊接穿梭装置
SOUVIS® 1 缝隙跟踪与 激光光束导 向摄像头
激光拼焊板可以合理提高:强度准确性;疲劳时效性;吸能效果;防腐能力
在有碰撞要求的部位使用高强钢或厚板,在要求低的位置使用低 强钢或薄板,提升汽车抗冲撞能力。
一、汽车钢激光拼焊技术简介
2.激光拼焊的优势
减少零件数量
通过材料的合理选择减少加强零件数量,减少大量冲压加工的设备及工艺
传统设计/ 部件较多
前纵梁结构变化 “激光拼焊” 只有一件
TEB—蒂森工程拼焊板。焊缝主要为非线性焊缝,焊缝的形 状可以自由变化,由更厚或更强材质构成的部分可以达到最佳 化。这种非线性焊缝的TEB拼焊板的优点是它能在零件重量、强 度、撞击性能以及材料的利用上达到最佳化。
用于:车门内板、冲击塔、后挡板
Patchwork blanks—“补片”型拼焊板。通过电阻点焊、激光 焊或粘接等方式将所需形状“补片”固定在母板上,减少了成 型模具并且能够改善局部位置的材料性能。主要用于:其一是 采用少量焊点确保“补片”精确定位,在成型后要经过额外点 焊确保“补片”和母板达到最佳的连接强度。 其二是在成型前 采用大量焊点以避免成型后的再次焊接。
门铰链的位置原采用2.0+0.8mm被1.8mm材料代替,装配后 达到同样的强度。材料减少2.15kg--整车材料减少4kg。
激光焊接对缝隙的要求【技巧】
激光拼焊对拼焊处的要求:1.表面粗糙度表面粗糙度作为冷轧钢板加工过程中的最重要技术控制参数之一,它主要影响着钢板与模具之间的摩擦因数、储油条件及钢板冲压时的成形性能等方面,而对这些性能的影响最终又会体现到钢板的实际冲压效。
按照GB/T2325-2012要求检测激光拼焊板的表面粗糙度在0.8μm~0.9μm,得到的数值基本一致且符合入厂检验要求。
2. 力学性能按照GB/T228.1-2010的方法对两种厚度的钢板进行力学性能检测,材料的屈强比都保持在0.5以内,其它各项指标都在标准范围之内,满足入厂检验要求,检测结果见表1。
3. 焊缝杯突试验为了验证拼焊板的焊缝强度及失效模式,随机抽取三张激光拼焊板进行杯突试验,结果表明三张激光拼焊板都是在薄板热影响区以外发生开裂,并且开裂方向平行于焊缝,符合使用要求。
4.仿真分析在前期设计阶段应用AUTOFORM对新造型车门内板的冲压工艺进行仿真分析,对预判实际工艺可行性起着至关重要的作用。
将车门内板数模导入AUTOFORM当中并输入现有生产工艺条件,模拟钢板的拉延过程,结果发现激光拼焊板焊缝位置存在危险点,材料减薄过度存在开裂的风险与零件开裂位置基本一致.在AUTOFORM当中对现有工艺进行了四方面的调整,分别是对小鼓包进行打磨以降低其高度、对工艺补充面进行打磨以降低其高度、降低厚料部分拉延筋高度和减少钢板尺寸,最终将厚料部分拉延筋高度从0.35降低为0.2后对危险区域改善明显。
在模具上根据仿真数据的调整结果将拉延筋高度进行调整为0.25使厚侧母材更好地向凹模内流动,最终消除开裂现象。
目前此畅销车型年产量大15万量,开裂比例保持在千分之三以内,完全满足现有生产条件。
激光功率:激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高。
只有当工件上的激光功率密度超过阈值(与材料有关),等离子体才会产生,这标志着稳定深熔焊的进行。
PFMEA-激光拼焊
刀刃磨钝;
2
每批目测
2
24
无
不正确的机器设置;
设置与实际结果进行比较
2
每批首件
2
24
无
压痕
顾客不满意
6
夹送辊有异物
夹送辊的清扫
3
首段检
3
54
无
中间检、末段检
6
2
3
36
横切端面毛刺太大
顾客不满意
6
刀刃磨钝和间隙过大
剪切时对刀刃情况和刀间隙进行检测
2
每卷测量
2
24
无
尺寸不符合要求
顾客不能使用
8
◇
测量辊压力不符合要求、卷取机张力不稳定
按预防程序维护、更换
2
抽检,2件/2h
1
16
无
高精剪
修边
切断面毛刺太大
激光拼焊焊接不良
8
◇
刀刃磨损、间隙过大
剪切时对刀刃情况和刀间隙进行检测
2
每批首件
2
32
无
剪切尺寸不符合要求
焊接尺寸不符合要求
6
限位挡块位置不对
调整限位挡块
2
每批三件(首、中、末三件)
1
12
无
激光拼焊
焊接在一起,满足强度和尺寸要求,满足表面质量要求
频度(O)
现行探测过程控制
探测度(D)
采取的措施
严重度
频度
探测度
R.P.N
原材料检验
验证材料是否有压痕,确认产品信息;
信息不正确
造成错误加工
7
顾客提供材料信息和采购错误
仓库管理规程
2
每卷核对信息
激光拼焊板热处理前焊缝缺陷允许偏差表
激光拼焊板热处理前焊缝缺陷允许偏差表序号名称定义图例要求检验形式1气孔焊接熔池中的气体来不及逸出而停留在焊缝中形成的孔穴焊缝不应存在线性排列气孔,单个孔的最大尺寸≤0.2t min ;气孔不得贯穿焊缝表面金相组织2裂纹存在于焊缝及焊缝热影响区域的微小裂缝不允许在线监测系统3烧穿在焊接部位母材熔化后,没有形成焊缝而将母材烧穿不允许在线监测系统4断焊在一段成型均匀的焊缝中,有一段没有焊缝不允许在线监测系统5偏焊焊缝偏离焊缝中心线,造成焊缝与母材连接有效部分减少不允许首件检测/10倍放大镜6焊瘤在一段成型均匀的焊缝中,在板料表面焊接金属的局部突起不允许在线监测系统7未焊透焊缝处金属整体或局部未完全熔合熔透不允许在线监测系统金相组织8未熔合焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷不允许金相组织9焊缝宽度板料接缝处的金属熔化而成的融合最小宽度;一般指焊接平面侧0.60mm≤W≤2.0mm 首件10咬边/底切因焊接造成的焊趾(根)连续的或断续的凹槽,上部为咬边,下部为底切焊缝与焊缝边缘的夹角不应小于90°或t min ≤1mm时,h≤0.10mm;t min >1mm 时,h≤0.10t min在线监测系统金相组织11余高/过熔焊缝表面超出母材表面那部分焊缝金属的高度t min ≤1mm时,h≤0.10mm;t min >1mm 时,h≤0.20t min 在线监测系统金相组织底部金属流淌形成底部连续或断续的焊缝凸出t min ≤1mm时,h≤0.10mm;t min >1mm时,h≤0.20t min 在线监测系统金相组织表(续)序号名称定义图例要求检验形式12焊接凹陷(焊缝未填满)焊缝上表面连续或断续局部金属塌落t min ≤1mm时,h≤0.10mm;t min >1mm 时,h≤0.10t min 在线监测系统金相组织焊缝下表面连续或断续局部金属凹陷t min ≤1mm时,h≤0.1mm;t min >1mm 时,h≤0.1t min 在线监测系统金相组织13垂直错边/STEP 差焊接时两侧母材未对正,薄板母材在厚度方向偏离厚板底面的偏差;正向错差-薄板向上偏离厚板下基准面t min ≤1mm时,h≤0.15mm;t min >1mm时,h≤0.15t min 在线监测系统金相组织反面错差-薄板向下偏离厚板下基准面t min ≤1mm时,h≤0.10mm;t min >1mm 时,h≤0.10t min 在线监测系统金相组织14焊缝横截面满足焊缝断面最小熔合区厚度的总和。
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/view/8c1d5c6925c52cc58bd6be64.html衡量激光拼焊生产线产能的标准
衡量一条激光拼焊生产线的产能有多种标准,有的按照单位时间加工的钢材重量(t),有的按照单位时间加工的激光拼焊板片数,还有的按照单位时间加工的焊缝数量、焊缝长度及焊缝截面积(即焊缝两边料片的平均厚度×焊缝长度)等。
1. 单位时间加工的钢材重量
这种标准沿用了原来普通钢材加工配送业务的标准,由于该标准没有考虑激光拼焊加工较之开卷、剪切、落料加工的特殊性,及影响激光拼焊产能的因素,因此非常不科学。
2. 单位时间加工的激光拼焊板片数
这是目前较通行的标准,但这种标准也没有考虑影响激光拼焊产能的因素,因此也不科学。
例如,不同的工件其单件生产节拍也不同,因此单纯按照片数衡量并不合理。
然而,由于激光拼焊生产厂家在制定生产计划时,需要遵从整车厂的生产计划,即某车型的单位时间计划产量×单车的激光拼焊件数量,所以这个标准成为目前比较通行的标准,而一条激光拼焊生产线1年可加工的激光拼焊板数量只能是一个概数。
3. 单位时间加工的焊缝数量
这种标准与上述第二个标准类似,只考虑到双焊缝或多焊缝工件,仅按焊缝数量而不是工件数量衡量,也没有考虑到影响激光拼焊产能的因素。
4. 单位时间加工焊缝截面积
这种标准的计算方法是取焊缝两边料片厚度的平均值(如,3.0mm厚度与2.0mm厚度料片对焊,厚度平均值就是<3.0mm+2.0mm>÷2=2.5mm),再乘以焊缝长度。
这种方式既考虑了影响焊接速度的最主要因素(即厚度组合),又考虑到焊缝长度,因此是相对比较科学的标准。
目前,国内宝钢体系的激光拼焊加工配送中心在使用这个标准。
仔细考虑影响激光拼焊产能的因素,最准确、科学的方式是按照一定的产品大纲(工件品种与图纸)、年生产总量及批量大小要求,计算出每个工件的生产节拍、需要加工工时及总计加工工时。
需要说明的是,在计算总加工工时时,不能仅考虑理论工时,还要同时考虑非生产工时,如不同工件的生产切换时间、料片托盘与成品托盘的更换时间、设备预防性保养时间、设备意外或生产组织意外造成的停机时间以及正常生产状态的产品合格品率(即成材率)等。
图3 一汽大众“速腾”左/右前门内板
影响激光拼焊生产线的因素
在有足够订单支撑的生产情况下,影响激光拼焊生产线实际产能的因素主要包括:
1. 工件特点
(1)焊缝越长,焊接时间越长,同时焊缝的具体长度决定一个焊接循环可焊几个工件,瑞士苏泰克的Soulas系列激光拼焊设备可焊的工件为1~8个;
(2)工件材料厚度组合,材料越厚,焊接速度越慢;
(3)焊接边质量,如果焊接边质量不理想,需要降低焊接速度来保证焊接质量。
上述工件特点因素主要是针对直线焊缝,曲线焊缝与组合焊缝需另当别论。
2. 设备
(1)焊接过程中料片/工件在设备里的物流方式,包括上料、定位及行进方式,这种物流方式是由设备本身的结构设计所决定的。
如,瑞士苏泰克的Soulas系列激光拼焊设备采用的是穿梭夹紧机构带着工件直线行走方式,有效上料长度是3 150mm (LPQ3000)或3 700 mm(LPQ3600),单个焊接循环可以焊接1~8个工件(根据焊缝长度);蒂森-Nothelfer设备是连续生产;日式设备的上料长度是2 000~2 400mm,单个焊接循环可以焊接1~3个工件。
(2)激光器能量大小。
如果工件的厚板小于2.0mm,则4kW激光器与5kW激光器的焊接速度并没有多大差异。
但如果工件的厚板大于2.5mm,则5kW激光器较之4kW激光器可提高焊接速度约15%~20%。
另外,Nd-Yag激光器使用时间长了,可能发生激光功率衰减。
(3)在线质量检测方式,如瑞士苏泰克的设备采用其独有的Souvis5000系统检测(激光投射与光学取像一体技术),在速度低于30m/min 的情况下,检测效果(分辨率)不受检测速度影响。
而其他检测方式(如ServoRobot的快速扫描方式),检测速度不能超过8~10m/min,有可能会制约焊接速度。
(4)设备可靠性与开机率。
3. 生产组织管理
要考虑同一生产线分配的产品特点,及生产线的生产切换频率;关注厂内物流管理情况,设备的预防性保养状况,以及设备操作人员的熟练程度等。
综上所述,选择合理的衡量激光拼焊生产线产能的标准,分析其影响因素,并采取有效的管理、操作等措施,能有效提高激光拼焊生产线的生产效率。