隨著節(jié)能環(huán)保、汽車輕量化等理念的不斷深入普及,汽車行業(yè)的發(fā)展面臨著多方面的壓力,汽車質量更輕、車身材料更薄更堅固必然成為一種趨勢。與鋼材料相比,鋁合金是一種具有高延展性和耐磨性好的材料,被用于汽車車門、頂蓋、側圍及行李箱后蓋等車身結構構造時更能凸顯“輕量化”。材料的高實用性意味著在加工方面有著更高的要求,當采用激光焊接鋁合金時會釋放高的能量,鋁合金在高溫下容易氧化,出現(xiàn)氣孔、裂紋等問題。為解決鋁合金熱裂紋難題,激光智能裝備自主開發(fā)鋁合金激光焊接先進技術,助力鋁合金焊接質量提檔升級,該技術現(xiàn)已廣泛應用于汽車行業(yè)車身鋁合金激光加工,優(yōu)勢突出。
鋁合金激光焊接技術
采用激光焊接鋁合金,技術要求頗高。因鋁表面對激光的反射程度大,鋁熱傳導率高,需使用高激光功率打穿氧化鋁層;焊接速度要求快且激光光斑小,以避免鋁的黏度影響焊縫成形,及小孔焊接增加激光能量吸收;確保工件焊縫表面干燥并去掉C、H元素及增加保護氣體,以避免焊縫氣孔產生,保證焊縫表面光滑。
此外,采用激光擺動焊接技術,可以令鋁合金激光焊接如虎添翼。其通過激光擺動頭攪拌焊接溶池促使氣體從溶池中溢出,同時通過填充焊絲改變熔池的成分,可以避免焊接熱裂紋,很好的改善焊接接頭質量,從而可以開發(fā)出更穩(wěn)定、可靠的焊接工藝來滿足市場的需求。激光擺動焊接優(yōu)勢顯著,可以減少氣孔、裂紋,實現(xiàn)不同形狀焊縫焊接,提高搭橋能力、工藝穩(wěn)定性及焊縫外觀質量,實現(xiàn)異種材料焊接、控制熱量小、熔寬大、攪拌充分結合等。
攻克技術難點
為了達到良好的焊接效果,積極面向用戶加工需求在焊接技術方面不斷革新。改善焊接質量,解決諸如鋁、銅等難焊接材料的工藝一致性;通過降低焊縫間隙敏感性、降低焊縫對準敏感性,改善工藝窗口;通過調整擺動參數(shù)平衡不同材料的熔化特性,控制過渡層材料的熔化和凝固過程提高焊接質量,以滿足焊接異種材料;改善易缺陷材料的可焊性,例如裂紋、氣孔,以適用于對氣孔和裂紋敏感的材料焊接,并使用擺動頭進一步優(yōu)化工藝,改善缺陷。
鋁合金激光焊接的優(yōu)勢及應用
在激光焊接鋁合金中,焊接的速度很高且可以控制小熱量地輸入,以獲得高質量工件。常用的焊接鋁合金材料為5系、6系、鑄件,其中,6系鋁合金需增加填充焊絲避免焊接裂紋,而5系鋁合金則可以采用無填絲熔焊。當前,鋁合金激光焊接技術已成功應用于電池托盤、車頂與側圍、行李箱后蓋、發(fā)動機內蓋、車門拼焊、車門內板總成等汽車部件制造。其中,鋁合金車門激光焊接工作站采用5系鋁合金作為加工材料,可實現(xiàn)3mm+3mm疊焊,并且在激光焊接過程中使用了激光擺動焊,焊后鋁合金車門變形小,焊縫成型美觀、無缺陷。