机器人激光焊接镀锌钢板汽车白车身的应用研究

绪论1.1研究来源汽车工业是一个国家必不可少的产业，目前我国正处在飞速成长时期，正是因为这种状态，所以人们对生活质量也日益苛刻。人均汽车指数也日益增大，汽车外部车身需要应用激光焊接技术组成零部件，可以说激光焊接是生产汽车必不可少的一项环节。随着汽车行业的不断发展，也为激光焊接技术提供了舞台，而我们国家还没有完整的工艺生产线，需要激光焊接的生产零部件只能在国外购买，而且大量供应于合资企业，我国自主汽车生产品牌在这一方面没有足够的技术发展，为了深入了解激光焊接在我国实施的困难，为我国自主汽车生产品牌普及激光焊接技术，我已此作为研究课题书写此论文。1.2研究背景在汽车的研究与制造当中，焊接是必不可少的组装成型方法，而激光焊接技术又是汽车外车身最为需求的焊接方法。可是，过去我国经济发展落后于欧盟、东亚等发达国家，经过几十年的穷追猛赶，即使经济上已经与诸多发达国家持平，就工业层次上，某些技术水平依然落后半个多世纪。激光焊接是一项在国外运用很多年的非常成熟的焊接方式，它被运用在方方面面，在日常生活中都可以看到运用激光焊接缔造出的产品的身影，而我国目前仍采用落后的电阻点焊的传统焊接方式，故一直想迫切的从国外引进这项技术，从而加快工业化进程。直至目前为止，国内拥有激光焊接完整生产线的企业数量极少，并未突破国外技术封锁，而与国外合作的合资公司激光焊接领域却普及度较高，这对我国汽车自主品牌的崛起增添了阻碍。激光焊接技术发展到现在，在一些技术领域上，激光焊接技术已经慢慢取代电弧焊、电阻焊等一些传统方式，逐步成为新一代焊接的主导方式。1.3研究目的意义激光焊接是相比传统的焊接形式使用强大的激光对焦用来熔融母材的工作手段，能够快速有效的施焊，提高劳作效能。在施焊的过程中间距会随之变宽，这时采用搭接接头焊接方法的母材，间距距离会变成为0.05mm~0.300mm，激光焊接地极限功率波动变化曲线基本为从“+”向“-”的周期性浮动；若间距距离于0.300mm之上，根据距离的不断加宽，在焊接的过程中，焊道中的气体会无法释放以致孔洞的产生，并且会引起更严重的母材偏离，这样的结果直接会导致焊接缺陷的蔓延。这是考虑到通过间隙与成型的因素对焊接性能试验得出的论证。对于国内目前的情况，唯有发展自己的激光焊接技术，争取缩短差距。而国内汽车生产商家也清楚的认知，激光焊接在现代的汽车车身制造中是不可替代的，只有满足时代的需求，满足消费者需求才是一个企业应该走下去的路。故此车辆的外部车身制作就顺应时代开启了新型生产工艺和完善手段的道路。本论文研究激光焊接技术对装备制造公司的集成发展，增强我国汽车工业进步具有巨大的战略意义。2白车身镀锌钢板焊接存在的问题2.1白车身镀锌钢板材料的介绍镀锌钢板有着非常良好的抗腐蚀性能，所以在各行各业都有着它的身影，所以镀锌钢在未来有源源不断地需求量，特别是在汽车制造业。车身有着许多结构组成，车身的制作过程需要用到大量的产品结构部件，这些部件大小不同，形状各异。汽车车身的车门属于一个小的总成主体，而且各种汽车的车门结构也不尽相似，前门作为一个有转动轴承的车身部件和车身箱体共同组成一个完整的汽车空间，所以它要良好的性能指标，可以抵抗外界的冲撞、损毁等。本次研究前门内板，详情零件图2-1，内板整体图2-2.材料是冷轧超低碳镀锌钢，主要制作汽车外车身前门内板,下图2-1为材料为宝钢DX44C+XC36/36DF-Y，板厚是0.6mm，是双面的镀锌钢板。它的机械材料性能分析见表2-1所示。此材料经过切割后，切割内表面表面光滑，没有毛刺和残留渣质。图2-1车门零件图图2-2内板整体图表2-1材料的性能指标和成分分析成分分析％CSiAlSMnTiNbP总值≦0.020.000机械性能屈强mpa断后伸长％拉强mpa165-32534.0265-3652.2焊接性问题在生产过程中，焊接问题一直存在，可以说只要有焊接存在的地方，这些焊接性问题就如影随形，它们的存在严重阻碍着焊接生产效率的提高，为了减少或消除缺陷，需要大量的时间精力与物力，本节论文就研究这些焊接性问题带来的一系列焊接参数、物料环境、控制措施做出探讨。详情见表2-2。表2-2焊缝缺陷图示和实例焊接性问题示图实图凹陷气孔断裂板重叠凹孔3.3解决方法a）凹陷凹陷的产生一般体现在两个方面：一方面是焊接开始和结束是产生的凹陷，在激光焊接的结束尾端是，待熔熔池向已熔熔池处倾斜，熔池向已经凝固处偏倒，所以产生凹陷情况；另一方面是由于焊缝坡口过大导致熔池下榻导致的焊接缺陷。为了解决起始结束时的凹陷，我们通过倾斜焊缝角度，使钢板具有一定的角度，并且改变功率的大小，防止忽高忽低。由于间距过大产生的凹陷我们通过改变坡口的距离来解决，使用夹钢板的械具来牢牢固定母材，使坡口间距稳定，从而消除焊接缺陷。b）气孔在日常的激光焊接中，遇到最多的焊接缺陷就是气孔。在焊接汽车车身过程中，母材坡口角度小，焊缝小，所以焊接过程中，焊缝中的气体来不及散发，而且熔池凝固的速度快，因而焊缝中形成气孔。由于激光焊接和生产汽车外车身本身的原因，所以焊缝中或多或少的会出现气孔，目前仍然没有良好的措施来解决这种问题。现在在各大汽车品牌中，都有焊缝标准，合理控制焊缝气孔，达到规定范围之内即可。c）断裂在我们施焊过程中，焊接接头逐渐变窄，导致增强了焊接接头抵拒热裂结晶。当焊接时的效率过高使C提升的母材接头产生了一般焊接方式下不会发生的断裂，特别是焊接效率良好时。当然，铁锌会产生反应会使它的屈服强度降低，在焊接应力、机械的拉力等各种因素下产生断裂，当我们进行平角焊接时，产生的断裂也是最频繁的。在进行大量的操作后得出结论：表面镀锌不宜过多，否则断裂也会频繁。目前钢板镀锌有两种方法：一是冷镀，二是热镀。冷镀不易断裂，热镀较易断裂。所以应对这种情况，通常会提升钢材的优质程度，并仔细检查待焊处的清理工作，谨慎调节焊接参数，加大电弧电压，减小焊接电流，适当减慢焊接速度等。d）凹孔两个合叠的镀锌钢板，经过激光焊接后产生的长条状凹孔，是由于两个镀锌钢板之间的间距过大导致的。缝隙变大，会导致熔池大面积下陷。调整两板之间的间距，使之调整在正常范围之内即可。3焊接方法的选择3.1汽车白车身焊接技术3.1.1电阻焊目前国内汽车车身制造业使用最多的焊接方法依旧是电阻焊。如图3-1所示，电阻焊点焊机的焊接原理是用两电极对准待焊处施加负荷，然后向待焊位置施加电流，焊接电流必然会经过待焊件，它本身的电阻与焊接电流发生热反应，于是乎板材与板材的施焊位置处就熔融在一起，解除负荷状态，松开电极，焊接完成凝固贴合。图3-1电阻焊原理图电阻焊的优点是：a）焊接时能量的来源是母材的内部释放大量的热，是由于电流在母材处受到的阻抗产生的。b）电阻焊需要加载负荷，焊接时电阻焊机会在待焊处动力加压。c）与其他种类的传统焊接方式相比，电阻焊不需要使用焊条焊丝与保护气体。电阻焊焊接方法的类别丰富，通过焊接接头的方法可以得出两种：一是对接；二是搭接。再与焊接要求相贯串又有多种划分。汽车车身的板材固定通常采用电阻焊的点焊方式完成的其中最广泛使用的制造方法之一就是车身的阻力点，比如大众汽车，整个车身框架有二千多个需要固定的点，所以点焊构型是汽车的整体车身组件的必要组成部分。这几年，采用不同的焊接方法，车身的组成结构也会存在明显的差异。若使用电阻焊焊接车身时，如果焊机不能伸入内部或者是机器接触不到的位置时，就要通过改变车身零件的构造，增添零件贴合位置，使焊接机器顺利的焊接。如图3-2所示，第一种构件和第二种构件的焊接结构之间是14mm的要求，可以放持在焊接工装夹具上，更好的增加焊接强度。但若是利用激光焊接设备进行焊接固定，则会省时省力，节省材料，不像电阻焊般增添焊接固定点，突出试件部位设定在6mm左右即可。而电阻焊的弊端明显，需要有夹持部位，操作需要大量的人力物力，复杂繁琐。图3-2电阻点焊凸缘结构和激光焊接凸缘结构3.1.2二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊使用二氧化碳作为焊接保护气的熔化极气体保护焊焊接方法，在用于汽车车身上的焊接主要使用自动焊接或半自动焊接方法。它的优点在于成本较低，焊接变形较小，生产力高，使用的范围多，易操作等。但是缺点也很明显，需要频繁更换焊丝及保护气，对外界环境的适应能力差，焊接时产生的弧光较刺眼，焊接飞溅大导致毛刺过多，对焊后的清理很不方便。下列使二氧化碳气体保护焊的特点：氧化。通常二氧化碳气体在正常温度下是稳定、不易变化的，但是当它作为保护气进行焊接时，在温度、电流电压参数的影响下，二氧化碳气体变化释放其他气体，所以这种情况下氧化性很高。飞溅大。在我们进行二氧化碳气体保护焊焊接时，飞溅是始终存在的，这是它最主要的缺点之一，严重影响焊接进度。飞溅的形成是由于短路焊接产生，焊接释放气体产生，焊接参数的改变以及焊机冷却液不足的问题带来的飞溅。气孔。顾名思义，气孔的形成是由于焊接时熔池中的气体来不及释放产生。但在二氧化碳气体保护焊中，气孔的形成是多种多样的。譬如，枪头距离焊道较远导致气体接触不到反应池，气瓶气体用尽或气体纯度不够，焊枪喷嘴未清理导致枪头堵塞，母材待焊处未清理干净，焊道有水渍等产生的气孔。3.1.3激光焊激光焊接技术是能够熔融的焊接方式，能量的来源形式是光束聚焦在待焊位置。它可以用光透器件作为媒介，便可以通过媒介将束线打在施焊处。激光焊接技术与其它的焊接方式不同，它并不像手工电弧焊通过焊条作为填充材料，也不像气保焊用焊丝来焊接，在激光焊接的过程中，并不需要使用填充金属，实际操作过程中也不存在提高压强，但是需要气体作为保护。具体原理是通过偏光镜是激光束射出，产生能量巨大的焦点，焦点映射在待焊部位让其飞快的熔化，母材化为熔融状态和气体，在表面压强的作用下，排开各种作用力，焊道产生孔。激光束接着照向孔，继续熔融金属和气体化，所以压迫着熔融金属向前移动，孔连续形成，变得细而长。激光束移动使金属熔融，孔变得稳定下来，熔融金属在后面流动，最终冷却下来焊缝形成。下图3-3激光焊原理。在和电阻焊、二氧化碳气体保护焊相比较之后，激光焊接能有较大的优势：a）单面成形。现场是我们说的双钢板焊接，它要求我们预留，焊接法兰不够，双方也可以使焊枪可以折叠。激光焊接的优势就在于只需要对一个面进行焊接，无需多重叠焊或正反面成形。激光焊的这种方式使得待焊件不必增加凸缘位置，有利于制造成本的降低，能降轻整个车身结构框架的质量要求并且对一些关键关节扭转结构更加的机动。b）受应力作用小。同电阻焊焊接过的工件参照对比，激光焊接时焊缝周围受到的应力因素导致弯曲变形的范围较小。无填充焊丝，不与待焊点相接触，故此不会产生电阻焊焊接时的弯曲变形。激光焊接的优势及特色远远地超越了其它方式，这种新型焊接方式也放弃使用了脆弱的附属零配件或产品检修元器件，譬如极帽，线杆和缆线等。c）柔性优良。在一番与其它传统焊接方式焊接汽车车身的效果相论比，激光焊接的优势无疑是巨大的。它操作能力非常出众，除了胜任电阻焊之外，也能做到电阻焊完不成的工作，对连续性焊接以及阶段性焊接都有较好的结果。实际焊接操作中，只需对终端电脑输入程序，即可按照任何线路运送激光束。图3-3激光焊原理3.2激光焊接的优势与其他焊接技术相比较，激光焊接对汽车白车身的焊接优势是巨大的：对机器的磨损度没有顾虑，无需电极，焊后无需进行射线探伤。激光焊接应力小，几乎无变形，对焊接深度高的母材无压力。装备简单便捷，在正常温度下或真空条件、压力场合也可进行操作。对一些特殊金属也可焊接，焊接类型广，两种不同材质的母材进行焊接也可完成，快速高效。精确定位，位置不会发生偏移，可以进行超小型焊接，焊接热影响区很小，不会形变。方便进行自动化，可以用电脑控制，可以切换焊接装置是激光束传送其它工作区。4机器人光纤激光焊接系统机器人光纤激光焊接系统如图4-1所示，车间现场如图4-2。它包括：光纤激光器、机器人和机器人控制柜、水冷机、焊头、风冷、干燥过滤装置、夹具和人机界面等。图4-1机器人光纤激光焊接系统图4-2光纤激光焊接系统现场图4.1激光器现代使用的激光器类别多为二氧化碳激光器设备、YAG与光纤激光器设备，使用中都会产生大量的功耗。其中以光纤为代表的焊接激光设备相比较其它设备有更良好的性能提升，所以吸引了广大厂商的注意力，也得到了国际的认可。图4-3为原理图。图4-3光纤激光器原理4.1.1光纤激光器与其它激光器的对比光纤激光设备在与其它激光设备进行罗列比较后，得出其先进性，体现在如表4-1所示。表4-1光纤激光器与其它激光器光纤激光器YAG激光器CO2激光器Disc激光器电光转换效率29％4％9％17％最大输出功率54KW7KW18KW9KWBPP（4/5kw）＜3.6019710半导体泵浦寿命＞500001500NA10500占地面积＜254＞5维护和操作费用/小时127196维护/频繁需要频繁柔性加工最好好差好稳定性最好一般好好吸收率％--钢2929929吸收率％--铝6616这次使用的光纤焊接系统为IPGYLS-4000,它具有非常良好的性能优势，足够的冷却液，良好的激光光束，能有效使用多年，维护成本低，构成小巧等特点。能够满足焊接的众多要求，对于机器人激光焊接，能完美的控制。4.1.2光纤激光器的技术参数表4-2光纤激光器主要技术参数产品TLS-4000所含金属镱波段距离1024纳米模式持续周期0~4200Hz最大输出功率3500W功稳≦3.5％位置距离20m光纤联结QBH弯曲半径≧152mm4.2机器人在实际焊接生产中，始终避免不了环境的恶劣，这时候焊接机器人就孕育而生，此后焊接机器人就接收了大量的工作，而焊接机器人的操作能力也随着普及逐渐变得完善。焊接机器人的构成是分为力臂、关节、传感器、驱动装置、传动装置这几个部分，它能准确的进行操作焊接。在我们进行激光焊接操作时，通过YAG激光器，激光焊接装置繁琐，对焊接机器人准确性要求高，把激光焊接装置布置在焊接机器人上，可以增强焊接机器人地工作品质与改善焊接的局限性。在汽车、船舶领域中，激光焊接机器人有着越来越高的地位。本篇论述激光焊接焊接系统选择的焊接机器人是ABB公司生产，它的优越之处在于以下几个方面：a）激光焊接时焊缝的质量是经过严峻的技术调校的，可以准确不误的完成高精度的定位焊接，除此之外，对焊缝的尺寸也有了严格的把控度。b）在操作过程中，机器人会产生极快的工作状态。这时，它的对抗压力的指数会达到一个非常高的值。而且牢固耐用，可以产生很好的恒定的力。运行机器时，可以很平缓、有效的活动。使之能够进行各种复杂高危性工作。c）经过多方面的测试使用环境，磨损消耗等机械的劳损度，可以保证对日常环境下工作状态完美运行，对于一些粉尘、真空、弧光、高温等诸此恶劣环境下都能够很好的工作，它的先进性已毋庸置疑。表4-3为机器人的主要参数，图4-4为机器人工作范围图。表4-3机器人的主要参数参数数值型号ABBIR4400半径距离2012mm压力55Kg轴数7多次定点精密度0.060mm～0.20mm多次轨道精密度0.190mm～0.500mm轴1角度360°轴2角度180°轴3角度120°轴4角度500°轴5角度180°轴6角度900°安装方式落地设备质量840Kg图4-4机器人工作范围4.3激光焊接头图4-5为激光焊接头的结构图。图4-5AppreciateYW50激光焊接头1—焊接头上半部分，2—焊接头下半部分，3—准直部分，4—连接件，5—摄像单元，6—连接法兰，7—保护镜插槽，8—十字喷嘴，9—保护气管5焊接工艺当我们对车身进行焊接时，使用的焊接接头方式有两种：对接与搭接。焊接多层镀锌钢板要造成许多的接头，通常采用搭接焊接。焊接方式不同，则焊接接头的使用类别也不同，下图5-1所示搭接焊缝。图5-1三层镀锌钢搭接焊缝当汽车激光焊接时，车身位置的焊接是非常重要的，它是汽车质量安全的保证，使用正确合理的焊接工艺是对汽车行业巨大的提升，它代表着汽车制造业巨大的进步，对降低成本有着显著的改善。汽车车身充斥着大量的零部件，这些零部件小而多。而绝大多数来讲，它们的硬度、韧性都很低，应对这种情况，需要使用专业的工装夹具，如图5-2。工装夹具的主要作用在于可以牢牢锁住待焊件，使其加紧保证板材之间的间距的精度值。此工装夹具的夹紧装置是使用气体制动完成的，它可以有效地增强工作效率，使工作人员的劳动量减少。由于车身的尺寸并不统一，所以工装夹具采用可调试结构，先组装成结构架，接着用板焊接组装出台面，定位装置与加紧装置安装在板架上，平板面装有基准线，用于工装夹具零件的安装与校准。图5-2焊接工装夹具5.1焊前准备接头形式与清理用规格为0.8mm+0.8mm，1.5mm+1.5mm的两种板材，由于板材安装方式为上下式结构，所以采用搭接接头焊接，见下图5-3焊接示意图。不需要留出坡口，母材表面保持干净无污染，清除表面的油污水渍以及切割时产生的杂质，若金属表面有油漆或涂层，可用磨光机以及抛光机打磨清理至光滑。图5-3激光焊接示意图试件安装对两件试板进行矫正安装，将试板放置在焊接工装夹具上，通过气缸式夹具调整夹紧装置，使母材牢牢固定在工装夹具上，两板之间留出0.15mm的间隙，可以使用胶垫或垫片填充，用游标卡尺量出间隙尺寸，确保精度无误。多次测量，校验夹具，保证焊接的顺利进行。激光对焦将激光束通过镜片映射在待焊处，做好机器编程，确定运行轨迹后，保证速度的稳定。调整焊接参数将一系列的焊前准备工作完成以后，接下来就可调节焊接参数。调节电流电压、焊接速度以及气体流量、离焦量。确保参数无误后，等待焊接开始。5.2焊接参数的选择本次试验根据研究汽车车身中主要用到的焊接参数激光功率、焊接速度、焊接保护气体的气流量、离焦量以及板间隙等进行分析。激光功率在激光焊接的工艺参数当中，焊接速度、焊接保护、输出功率、气体的气流量、离焦量及板间隙这几个工艺参数相比，输出功率是最关键的，根据其大小的变化，母材的一些性能也会发生变化，在焊接的时候，焊接接头的焊接性能也会受到这些变化的影响。小孔效应形成的前提条件是充沛的功率密度和输出功率。当只有功率出现变化的时候，变化范围不大，则影响不会出现，变化范围大的话，就很容易会出现咬边这类的焊接缺陷。焊接速度激光焊接的母材之所以能够在短时间内升到很高的温度，是因为激光在给母材传送热量的时候是通过极小的小孔来进行的，这样母材的温度就会快速升高了。物质的渗透能力能通过激光功率来控制。激光焊接时的组织结构的凝化速度与别的焊接时的凝化速度相比差异性很大，因为激光的焊接母材的凝化可以在短时间内完成。在激光焊接的时候，因为焊接速度在很多时候都会发生变化，所以母材和熔池的温度以及冷却水的蒸发情况也会跟着发生变化。在使用激光能量焊接的时候，影响焊缝的各种因素是焊接的时间。母材的熔深之所以会飞速下降就是因为焊接时间的变化，因此熔深可以靠缩短焊接的时间来产生。熔深的改变也是要看焊接速度的，只有在焊接速度快的时候才会发生变化，也就是说焊接速度过慢的话，就不会有发生改变。这样的情况证明了焊接速度降低的话，不仅熔化区就连等离子体的浓密度等也会跟着发生连锁反应。激光焊接的时候，焊接阶段并不是一成不变的，比如说焊接速度不高的时候，维持小孔稳定的能量蒸汽压也不会太高，这个时候小孔就会自行毁灭。这样的话，焊接时间对于母材的影响是非常大的，焊接时间快，则熔深不好，也会导致焊接接头性能变差，进一步的会导致在进行激光焊接镀锌钢板的时候，汽车白车身的镀锌层层面大幅度的掉落，而且焊接速度过快的话，也会更加容易的产生气孔；而焊接速度慢的话，则直接会让母材出现烧穿的结果。如图5-4中所示，低碳钢能随着功率的变化影响焊速的变化，使之影响激光焊接镀锌钢板的本身的焊缝质量。图5-4低碳钢在不同功率下熔深随着焊接速度的变化趋势离焦量及焦点的位置离焦量的参数对焊缝的质量具有一定的影响，对于结构简单构件、板材较薄的工件来说及其敏感。也会能直接感受到焊缝的范围。离焦量具有很大的作用，在被焊工件的表面光斑直径的范围可以直接射入工件的内部。所以离焦量的存在是极其重要的作用。在进行激光焊接之前必须准确的检查激光器与被焊金属的距离。为了保护焊缝周围的金属不会被激光损坏。激光束的焦点处于光斑的正中的位置，能量最为集中，所需功率最高。这样看来在激光焊接的过程中必须设定合适的离焦量。在实际的焊接过程中，焦点会根据具体的情况分布在焊接件的上方或者是下方。在离开让焊接件焦点的地方有着对比平衡的的功率密度。离焦的过程，有正离焦和反离焦。正离焦的方式就是焦点对的是工件的正表面，反离焦对的是工件的反面。正负离焦在光学反射方面有着相似的共同点，对称的地方能量密度完全相同。由于焊接熔池大小不一，在负离焦时被焊工件正表面的功率低于小孔的功率，气化现象越来越严重，，使得熔深不断加大。按照之前的实验数据，聚焦点在系统中稳定，具有适合焦点方向的地方，让焊缝接头处的强度得到提升。焊接时激光点在焊缝的尺寸的1/3处就可以形成焊缝。对于板后为1.5mm的镀锌钢板，钢板的连接处在内部形成了V形焊缝，在接头相交处并不低于焊缝的位置，产生“钉头”焊缝，降低了熔深。在被焊工件的焦点下方0.4mm-0.6mm，可以获得焊缝截面旁边几乎接近平行还能得到一定的熔深，从而达到最佳的效果。图5-5为离焦量对焊缝形状的影响关系图。图5-5离焦量对焊缝形状的影响通过实验可以看出离焦量对镀锌钢板的激光焊接的影响可以通过其它的方法进行解决。离焦量与母材熔融的表面比值，可以获得更多的熔深。保护气体保护气体是用来保护焊缝在形成时不接触外界气体的干扰，保证焊缝的质量。如果有些母材的表面不需要氧化处理就不需要保护气体了，大多数材料在焊接过程中都需要保护气体的保护。保护气体常用的氩、氦、co2，或者将其按照一定的比例混合。保护气体除了有保护焊缝质量的作用外，还有以下三个作用：1）在焊接的过程中避免与其它氧化性气体接触；2）避免焊接过程中的灰尘与其它形式的熔滴产生粘连，保护好聚焦透镜；3）能够除掉激光束散发的离子体云。e）搭接焊时多层镀锌板之间的间隙本次毕业设计是汽车白车身的镀锌钢板，锌的蒸发条件比较低，导致锌层发生蒸发迅速膨胀。间隙很小并无空洞，气化的气体就必须从留下的间隙中流走，此刻的锌气化的气体也消除熔池金属。机光焊接的温度迅速下降，很快被扩张的气体无法流出，形成间隙，导致焊缝不平整。解决方案就是在相邻的钢板中提前预留好空洞以便气体的流出，从而提高焊缝的质量。但是预留的间隙过大，就会出现假焊活未焊透等现象。5.3焊接工艺卡见附录。5.4焊接注意事项a）定期对仪器设备做好维护；b）勿触摸、直视激光，避免激光直接照射在皮肤上；c）不要切换动力电压；d）激光焊机接地线；e）不要把危险物或易燃易爆物品放置在焊机旁；f）勿随意摆放激光焊机，应放置在规定处，焊机旁应摆放灭火器。6焊接检验进行激光焊接前，可以使用相同镀锌钢进行施焊试验，确保焊接时并未产生焊接质量缺陷后，才能进行正式焊接。焊工每天完成工艺流转单，焊检部每周提交焊缝质量报告单和焊补单。激光焊接的焊缝质检有以下两种：a）非破坏性试验，如表6-1，焊缝的质量检测。表6-1焊缝的质量检测待检项检验要求方法焊缝尺寸按图纸要求检测，无明确要求时，焊缝尺寸不得低于板厚的1.5倍手电筒照亮，用目测，放大镜，量尺等工具测量熔池深度融透率不得低于28％手电筒照亮，用目测，放大镜，量尺等工具测量b）破坏性试验破坏性试验主要测量焊缝接头的力学性能，最常用的试验方法是金属的拉伸试验，它用来测量焊缝接头的拉伸强度，以及缺陷对焊缝的力学性能的影响。图6-1为拉伸试件样图，试验采用机器最大拉伸力25KN，拉伸速度是每分钟3mm，试验6组，下图6-2及6-3所示，参数见表6-2。图6-1拉伸试件尺寸样图图6-2拉伸前试件图6-3拉伸后试件表6-2试件拉伸试验的参数样件板厚mm板宽mm面积断裂应力N抗拉强度Mpa结论11.58125156.40314.741试件位置偏上部断裂21.58125123.23313.660试件位置偏上部断裂31.58125145.89325.410试件位置偏上部断裂41.58125141.24311.542试件位置偏下部断裂51.58125136.98314.652试件位置偏上断裂61.58125122.84312.844试件位置偏上部断裂通过对比6组试件的实验结论的得出，相比较母材与焊接热影响区的拉伸强度与屈服强度，热影响区的更高。如图所示，图6-3为母材的力-位移曲线图，图6-4为试件的力-位移曲线图。图6-3母材力-位移曲线图6-4试件力-位移曲线结论激光焊接汽车白车身的探索与应用，突破了汽车发展的瓶颈。在以前，诸多问题暴露着我国汽车制造业的缺陷，如今，激光焊接设备逐渐深入汽车制造业当中，使之国家的创新意识与科技水平有了跨步式的提高。在汽车外部车身的焊接固定、框架组装上，投入了大量的激光焊接设备，这些都使着国内汽车事业的进步。本论文主要研究了焊接镀锌钢板的方法以及存在的问题、机器人光纤激光焊接系统、焊接工艺方法、焊接检验过程包括力学性能的检测等。参考文献1关振中.激光加工工艺手册.中国计量出版社，19982邓仕珍，范淼海.汽车车身制造工艺学.北京:北京理工大学出版社，1997，107～1093Ordinarinesslaser.Introductiontoindustriallasermaterialsprocessing.Hamburg,2000,1134熊建钢，胡伦骥，刘建华.镀锌板激光焊接工艺及锌行为研究激光技术.Vol22，no1，19985BodIrving.LaserBeamWeldingShiftsintoHighGear.WeldingJournal1997P35～406陈涛，王志勇.激光技工技术在汽车车身大型覆盖件中的应用.中国机械工程，20027杨金.机器人在汽车车身制造中的应用.航空制造技术，20048帅晓峰，郭建，朱飞.机器人YAG激光加工系统在车身开发中的应用.激光杂志，2008年第29卷第4期9黄海军，席升印，丁建君.降低镀锌层影响的汽车用镀锌钢板激光焊接工艺研究.应用激光，2005年10月10王家金.激光加工技术.北京：中国计量出版社，1993，382～38911中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册.第一卷.焊接方法及设备，北京：机械工业出版社，200112郑启光，辜建辉.激光深熔焊接的熔池行为的研究[J].激光技术，199813王文翰.焊接技术手册.河南科学技术出版社，2001，530～55214H.Stan.NimbusLaserLightsthewayahead.IndustrialDiamondReview，1998(5):242～24315郭玉彬，霍佳雨.光纤激光器及应用.科学出版社，2008，5616ABB机器人技术手册，第二版，15017严钢.镀锌市场在期望中前进[N].世界金属导报，2004-11-22常州机电学院焊接工艺卡产品型号产品名称图号工艺评定编号焊工项目焊缝编号DX44C36左前门内板01WPS-101-01LBWD7母材08A1-ZF规格＆=0.8mm接头形式：工艺过程及要求1.切割母材，使其被割面完整光滑无毛刺；2.丙酮洗去待焊部位的铁锈、油污；3.用工装夹具夹紧待焊件，留出焊接间隙；4.设定焊接机