激光拼焊生产线常见质量问题

激光拼焊生产线常见质量问题
一、落料线常见质量缺陷分析
落料生产中常见的质量缺陷有油污，压痕，辊印，翘曲与镰刀弯，划伤，毛刺，边缘损伤，厚度偏差，变形。

①油污
成品汽车板材的表面会产生油性污渍。

其特点是不具有周期性。

油污特征如下图所示：
这种缺陷可以发生在汽车板材的任意部位。

油污的成因主要有：
1、板、带材表面残留的轧制油与灰尘、铝粉或杂物混合形成；
2、轧制油中含有高粘度润滑油；
3、设备辊道的表面油污清洁不到位；
4、板材通过的上方设备滴漏油，如伺服压机、矫直机等易出现漏滴油现象；
5、输送皮带上有油迹。

②压痕
在汽车板材的加工生产中，直接接触板材上表面的设备由于平整度不够或者嵌入杂物，使产出的成品上表面出现设备的压痕，其可能具有周期性或无周期性，但每板材在相同位置都存在同样的缺陷。

这种缺陷特征如下图所示：
这种缺陷可在带钢的任意部位发生。

其成因主要有：
1、原料外表面受碰撞；
2、存放时防护不到位受异物顶凸；
3、模具刀具部位存在不平整的凸点或者存在异物；
4、模具构架部位存在不平整的凸点或者存在异物。

③辊印
每一片汽车板材在加工过程中都要经过数十个辊子的挤压与输送，因此，当生产线各带辊设备未进行及时的周期性的清洁时，成品中可能会出现辊印。

缺陷特征如下图所示：
这种缺陷可出现在带钢的任意部位，辊印的主要成分为油迹和尘土的混合物。

这种缺陷的特点是具有周期性，可以用直尺测出两个相邻缺陷点的距离，通过找与之相等的辊子周长即可找到出现问题的辊子。

其产生的原因主要有以下几个方面：
1、夹送辊、矫直辊、测量辊、送料辊等表面局部剥落或局部出现裂纹等损
伤；
2、夹送辊、矫直辊、测量辊、送料辊等表面粘附有异物。

④翘曲与镰刀弯
在汽车板材的加工生产过程中，经过矫直机矫直的带钢未做到完整矫直，由矫直机入口高度和出口高度的大小会造成板材的翘曲或镰刀弯缺陷。

翘曲缺陷如下图所示：
镰刀弯缺陷如下图所示：
翘曲或镰刀弯缺陷可出现在带钢的任意部位，并且在整个汽车板材的生产过程中都有可能出现，这是由于随着钢卷上带钢曲率半径的减小，带钢部应力在拉伸方向和曲率半径方向的分力数值在不断变化，造成前期的矫直参数无法满足后期的带钢矫直需求。

当生产后期没有改变矫直参数时，会造成产出的汽车板材出现翘曲或镰刀弯现象。

一般而言，当矫直参数设定数值大于带钢应力卸载值时，这两种缺陷都有可能发生。

当生产初期，板料无缺陷，而后期没有改变矫直参数，可能会发生镰刀弯缺陷。

这就要求操作人员在加工生产过程中要根据板材的部应力变化对矫直机的矫直参数进行调整，使之能够始终产出合格的板材。

⑤擦划伤
擦划伤是汽车板材加工生产过程中最易出现的质量缺陷，这与板材加工过程中接触的设备部件有直接关系。

擦划伤是原料上下表面连续或断续周期性沿纵向或深或浅亮色机械擦划条纹或痕迹。

缺陷特征如下图所示：
这种缺陷可以在带钢的任意部位产生，擦划伤主要由板材表面与异物相刮擦产生，其产生的具体原因主要由以下几个方面：
1、钢带碰到导板；
2、原料板面与导板或辊轮划擦；
3、毛刺、辊轮边缘产生毛边与板材表面划擦；
4、分选、输送皮带表面损伤或有硬质异物与板材表面划擦；
5、搬运时，板材边缘毛刺与板材表面划擦。

⑥毛刺
由于机械加工的工艺限制，很容易在零件的边缘等部位产生刺状物，机械行业中称之为毛刺。

毛刺缺陷特征如下图所示：
毛刺在生产实际中的危害很大，如：当板料弯曲时，毛刺部位易开裂；毛刺的存在会加剧模具刃口的磨损；同时还会造成人员伤亡隐患。

毛刺的成因如下：
1、模具上下刃口缝隙过小或过大；
2、模具刃口磨钝；
3、模具结构不当。

毛刺的测量要用千分尺，并且控制毛刺的高度不应超过0.35mm。

当生产中产出的板材边缘毛刺过多过大时，首先应查找问题的根源，从源头解决问题。

如果为了紧急生产，而无法及时解决产生毛刺的问题根源，应对成品采取应急措施，即用锉刀将生成的毛刺磨平，使板材的毛刺控制在允许的围。

⑦边缘损伤
汽车板材生产中的边缘损伤主要由两方面构成，即原卷边缘损伤和板料成型后的边缘损伤。

边缘损伤缺陷特征如下图所示：
原卷损伤可通过切头剪将原卷外层的边缘损伤部位切掉，从而加以避免。

板料成型后的边缘损伤则与加工中的设备碰撞或穿带扭曲有直接关系，如对中不到位会造成板料头部向模具的一侧倾斜，当模具冲压时，就会形成不满足设计需求的冲压缺角损伤。

在堆垛部位，拍打器拍打过紧或拍打器平面与对应侧板料不平行会造成板材侧面出现边缘损伤。

⑧波浪
带钢由于不均匀变形而形成的各种不同的不平整现象统称波浪。

它可发生在带钢的任意部位，且主要为原卷自带缺陷。

波浪缺陷特征如下图所示：
波浪缺陷的成因主要有以下几个方面：
1、辊缝调整不当，辊型控制不合理；
2、润滑冷却不均，使带钢产生不均匀变形；
3、道次压下量分配不合理；
4、来料板型不良，同板差超标；
5、卷取力使用不均。

⑨厚度偏差
厚度偏差主要分为原料厚度偏差和成品厚度偏差。

我们无法改变原料的厚度，但可以通过调整设备的工作参数，使成品的厚度偏差保持在一个允许的合格围。

造成成品的厚度偏差有两方面因素：
设备：
当带钢穿带进入矫直机的矫直辊时，由于入口高度调节数值过小，矫直辊对带钢产生碾压，导致带钢厚度变小。

测量误差：
带钢厚度测量部位应为距边部不小于30mm的任意点，量具采用千分尺。

测量时宜采用横向多点测量法，取其平均值作为板料的厚度值。

对于边部与中心部位厚度偏差较大的带钢，不宜进行生产，要及时报告质量异议部门进行处理。

⑩变形
落料线所加工的板材变形主要集中在开卷机和模具伺服压机的位置。

其缺陷特征如下图所示：
穿带时，钢卷所在位置偏差过大，即使经过活套和侧导辊的位置纠正，也难以将带钢完全置于居中的位置，此时，会使进入模具的带钢偏向模具的一侧导柱，造成带钢前后位置的扭曲，冲压后，所产出的板材势必会发生变形。

对于规则形状的板材，用钢尺测量板料的对角线，取其差值作为板材变形的量度值；对于不规则形状的板材，用钢尺分别测量其各边长度，与生产计划卡上的标准尺寸进行对比，确定板料是否变形。

变形的板材无法满足客户对产品的要求，加工厂商也会因为产生废料而降低效益。

如何生产出合格的板材对加工厂商而言显得尤为重要。

二、质量缺陷解决方案
对于以上的常见质量缺陷，操作人员可以通过设备和操作两面进行预防和处理。

1.设备的清理清洁和定期点检
设备管理人员和操作人员应每天做好6s管理工作，让设备的每个部位都处于清洁状态，保证板料出现的质量问题与设备的清洁度无关。

同时，还要做好设备的定期点检工作，尤其要仔细检查与板料直接接触的所有设备的外表面，做到板料可以无滑动摩擦地经过设备表面，要特别注意设备的疲劳受损，这样会使设备产生损伤，当其触及板材时，会对板材造成不必要的损伤，影响板材的表面质量。

点检过程中，要特别注意各个油箱的液位，对缺油的要及时加对应型号的润滑防锈油。

对于出现滴漏油的部位，应自己盘查漏油的点，及时处理隐患部位，保证加工板材的过程中不会出现滴漏油现象。

做好模具的维护和点检工作对生产出合格的板材至关重要，特别是要做好模具刃口的维护工作，及时清除刀具上的油渍和脏污，将变形的刀具刃口磨平，调整好上下刃口的缝隙，保证生产时不会产生毛刺。

同时，要及时清理模具下表面非刃口处的脏物，做好滚轮的检修工作，为预防板材的下表面划伤做好准备。

通过以上措施可以有效的预防以下板材质量缺陷的产生：油污、压痕、辊印、划伤，毛刺。

2.操作方面
通过规化操作，可以有效避免以下质量缺陷的产生：翘曲与镰刀弯，边缘损伤，厚度偏差，变形。

2.1翘曲与镰刀弯
这两种缺陷主要是由矫直机的矫直环节造成的。

因此应规化操作矫直机，加深对矫直机矫直机理的理解。

落料线应用的矫直机是17辊辊式矫直机。

采用上8辊与下9辊交错排列的组合方式对穿入的板材进行多次反复弯曲而得到矫直。

随着钢卷上带钢曲率半径的减小，带钢的弯曲应力对逐渐加大，带钢部应力在拉伸方向和曲率半径方向的分力数值在不断变化，造成前期的矫直参数无法满足后期的带钢矫直需求。

当生产后期没有改变矫直参数时，会造成产出的汽车板材出现翘曲或镰刀弯现象。

一般而言，当矫直参数设定数值大于带钢应力卸载值时，这两种缺陷都有可能发生。

当生产初期，板料无缺陷，而后期没有改变矫直参数，可能会发生镰刀弯缺陷。

这就要求操作人员在加工生产过程中要根据板材的部应力变化对矫直机的矫直参数进行调整，使之能够始终产出合格的板材。

当穿带进行到矫直机前，要调整好矫直参数，即矫直机的入口高度和出口高度。

这些参数要根据所生产汽车板的厚度和强度来确定。

在生产中多采用经验数据。

当汽车板从矫直机走出时，要目测检查汽车板的板头是否平整，若不符合要求则立即停止穿带，将汽车板倒退出矫直机，重新调整矫直参数，重新开始穿带，直到汽车板板头矫直平整为止。

因为本生产线兼具生产钢板和铝板的功能，由于钢板与铝板在物理特性方面存在巨大差异，所以，为了满足生产两个不同材质汽车板的需求，在矫直两种材
质的汽车板时，采用了不同材质的矫直辊。

在使用过程中，每生产一批次的钢卷或铝卷就要用毛毡清洁一次矫直辊，避免生产出的汽车板出现污痕。

2.2边缘损伤
落料线所生产板材的边缘损伤主要分为输送过程损伤和堆垛损伤两种。

①输送过程损伤
在板材从开卷机到模具冲压成型的过程中，易对带钢产生碰撞或夹伤的设备主要有侧导辊的夹紧装置。

侧导辊的作用是对经过活套修正位置的板料进行进一步的对中修正，保证汽车板处于生产线的纵向中心线上，避免汽车板发生扭曲的情况发生。

在生产中，有时由于汽车板形状不够规，会发生进入模具的汽车板跑偏的情况，此时要根据跑偏的方向和程度的轻重调整侧导辊的移动方向及移动数值。

注意：只要微小的改变侧导辊的位置，模具出口处的汽车板位置就会发生变化，所以，调整的时候一定要一边微调，一边看生产出的汽车板是否位于居中位置。

当侧导辊的位置调整数值小于板材的宽度时，侧导辊会由于过度夹紧板材两侧而造成板材两侧的损伤。

这要求在调整侧导辊的位置的时候，一定要注意调整参数的设定值的围，否则就会发生类似的质量缺陷。

另一种损伤情形发生在模具冲压之后的板材边角处，这种损伤主要表现为板材一侧多余而另一侧出现缺角或者被冲切过度。

这种缺陷也可以通过调整侧导辊的位置将进入模具的带钢位置置于规定的位置，同时，还可以通过调节模具部的侧面立柱的位置进行调节，但一般不采用这个方式。

因为这种方式有改变成品板材形状的危险。

②堆垛损伤
当板材行进方向的14、15号拍打器的位置未置于后方的时候，板材下落时会由于碰撞这两个拍打器或夹在拍打器与磁力输送皮带之间而发生板材边缘损伤。

这要求在做生产准备的时候，要根据板材的下落位置调整好板材前端与14、15号拍打器的距离，将两个活动拍打器置于后方，避免落料的时候发生板材前端与拍打器碰撞的情况。

同时，要调节每个拍打器的方向，力争每个拍打器的平面与板材的侧面处于平行状态，并且，尽可能将拍打器置于板材的直线位置，这样可以有效避免拍打器棱角处对板材侧面的碰撞损伤。

在调节拍打器的拍紧程度时，要做到拍打力度正好使板材能够位于与下方板材整齐的位置，不必将拍打器置于与板材侧面过于近的位置，这样会使拍打力度过紧造成板材侧面的碰撞损伤。

2.3厚度偏差
造成成品的厚度偏差有两方面因素：设备操作和测量误差。

①设备操作
板材进入矫直机后，由于设定的矫直参数，即入口高度和出口高度的数值过小，导致矫直辊对板材的挤压过紧，使板材的厚度变小。

这要求在调整矫直参数的时候，要根据板材的厚度和强度设定符合条件的矫直参数，以此可以避免在矫直环节出现板材的厚度偏差缺陷。

②测量误差
测量板材的厚度，应用千分尺进行测量。

测量的时候，采用多点测量去平均值的方法，拧紧螺旋测微器的时候要先拧粗螺旋，在测微器将要挨上板材表面的时候
采用拧紧细螺旋的方式进行测量。

读数时，视线要尽可能垂直于螺旋测微器的数值。

2.4变形
应对板材的变形缺陷，主要采取两种措施进行处理。

①开卷机上的钢卷对中处理
在上料的时候，测量好卷材两端距对应侧心轴端部的距离，使之差额不得超过10mm。

虽然在活套环节能够对偏置的带钢进行进一步的位置修正，但在源头的位置修正可以减少后续很多不必要的麻烦。

②侧导辊的位置调节
当板材发生跑偏的时候，可以通过调节侧导辊的位置对偏置的板材进行修正。

在生产中，有时由于汽车板形状不够规，会发生进入模具的汽车板跑偏的情况，此时要根据跑偏的方向和程度的轻重调整侧导辊的移动方向及移动数值。

注意：只要微小的改变侧导辊的位置，模具出口处的汽车板位置就会发生变化，所以，调整的时候一定要一边微调，一边看生产出的汽车板是否位于居中位置。

以上两种措施可以有效的避免产出的板材发生变形缺陷。

三、拼焊线常见质量缺陷分析
1、拼焊线初期主要问题
新产品、新材料激光拼焊加工初期，焊缝在线质量检测系统常会检测出未熔透、凹陷、烧穿、错边等缺陷，这主要是由于激光焊接工艺参数未经优化或相关设备未调试为最佳状态。

未熔透：激光功率不足、焊接速度过快、焦点位置偏离等引起
凹陷：激光功率较大、焊接速度较慢、保护气体流量过大、坯板间隙过大等引起烧穿：激光功率太大、焊接速度太慢等均引起
错边：下表面未对齐引起
2、贯穿于生产中的问题
孔洞问题，其原因是钢板切面状态不佳或由于存在毛刺等使坡口间隙过大，解决方案一般修磨高精剪或优化激光焊接参数，对于曲线焊缝应考虑使用激光填丝焊接。