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浅谈激光钎焊打磨在汽车行业的应用

2014-09-16 返回列表
武汉华工激光工程有限责任公司智能装备事业部  沈义

摘要:激光钎焊已逐渐成为汽车顶盖加工的标准工艺,而激光钎焊外观质量和后期涂漆效果都将受到考验,采用激光钎焊后的打磨,通过采用不同厚度的打磨片,不同的打磨工艺参数及打磨除尘,能优化激光钎焊外观质量问题。


关键词:激光钎焊 打磨 除尘


  1 激光钎焊顶盖打磨目的

  目前,国内汽车制造商为抢抓市场机遇,纷纷在青岛、武汉、成都、重庆、佛山、深圳等城市新建汽车产业基地。在国内,一辆车的更新换代一般要2~3年时间,而国外汽车品牌几乎每年都有新型车推出以吸引消费者的眼球。究其原因,柔性化生产线不足是国内外汽车制造商的根本差距。

  激光钎焊应用于汽车制造,能够加强生产线的自动化,对于车型改造和升级十分有利。激光钎焊车身顶盖,不仅可缩短原制造所需要的点焊时间,同时也节省后续密封条工序。

  为使激光钎焊后焊缝表面更加平滑均匀,且便于其后续工位的喷涂油漆,国外汽车制造商通常会在激光钎焊后增加打磨工位。利用特殊磨料制成的打磨片高速自转,并与激光钎焊焊缝摩擦而去除焊缝表面的鱼鳞纹、锯齿边等缺陷。


  2 激光钎焊打磨设备及控制

  激光钎焊打磨工位通常位于顶盖定位工位之后、手动修补工位之前。

  激光钎焊打磨工位通常有打磨头(机器人)、除尘设备、光栅等。

  除尘设备去除打磨时产生的飞溅、烟尘;车辆焊缝打磨完成后,机器人移动打磨头到光栅附近,通过Z向移动靠近光栅,打磨头接触光栅时,机器人停止运动,并记录Z向位置,通过前后两次标定值对比,计算出打磨片消耗量,机器人回Home点,准备下一次打磨;当打磨片消耗量达到设定阀值时,机器人到维修工位更换打磨片。另外,打磨节拍要求不低于车辆焊接的节拍。

图1 打磨头与车身打磨效果图

  2.1 打磨头的相关参数:

  打磨片厚度3.5mm/4mm,直径203mm;打磨速度60~100mm/s,打磨次数1~2次。

表1 打磨头的角度

图2 打磨头的角度参数

  2.2 光栅标定打磨片


图3 光栅标定打磨片

  • 打磨头竖直向下,光栅捕捉到打磨片下端,机器人停止并记录Z向偏移量;
  • 打磨时机器人轨迹相应偏移;
  • 每台车打磨完后标定;

  • 打磨片损耗量达到设定极限时跟换。


  2.3 打磨过程中抽尘


图4 打磨过程中抽尘


  • 打磨过程除尘;
  • 滚床进入打磨工位接触光栅,抽尘设备开;
  • 滚床出打磨工位,抽尘设备关;
  • 分别在上下两方位抽尘。


  3 激光钎焊打磨参数及效果

  分别对激光钎焊试片取样并观察焊缝横型面,其图形及尺寸如下:

图5 激光钎焊顶盖与侧围试片焊缝横截面尺寸

表2 激光钎焊顶盖与侧围试片焊缝横截面尺寸

  打磨片宽度大于焊缝宽度,打磨时,才能保证焊缝能够完全打磨到。但同时,必然会对顶盖或侧围有所磨损,见下图:

图6 激光钎焊顶盖打磨量

表3 激光钎焊顶盖和侧围打磨量


  4 激光钎焊打磨缺陷分析
  • 侧围与顶盖间隙大于0.5mm,容易产生漏焊,打磨无法改善缺陷;间隙在0.3~0.5mm,容易出现焊缝下沉,打磨时会出现锯齿边; 
  • 车身Z向尺寸,会影响单车打磨片消耗量;
  • 锯齿边是最常见的打磨缺陷,车身质量稳定是前提;
  • 激光钎焊缺陷,打磨可能减小,但无法消除。


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