浅析激光钎焊缺陷形成原因及控制措施

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1、生产现场SHOPSOLUTION浅析激光钎焊缺陷形成原因及控制措施激光钎焊技术和传统的钎焊技术具有相同的基本原理，钎焊时钎料熔化为液态而母材保持为固态，液态钎料在母材的间隙中或表面上润湿、毛细流动、填充、铺展、与母材相互作用、冷却凝固形成牢固的接头，从而将母材联接在一起。以某款车后行李箱盖激光钎焊为例，介绍激光钎焊的质量影响因素、缺陷类型及控制措施。奇瑞汽车股份有限公司王军30%左右，温度提高时反射率降低。对于同一种1设备及辅材选取金属，波长越长，吸收率越高，因此在焊接钢材料设备：FANUCM710i机器人、3kWNd:YAG激时，为了减少激光发射时热量的损失，一般用电弧光

2、器(光纤传输)。热源预热。根据焊缝位置几何型面的不同，设定合母材：0.7mm低碳非合金钢板。适的激光功率。室温下材料对不同波长激光能量的钎焊丝：Φ1.2mm铜硅合金焊丝（CuSi3）。吸收率见图1。保护气体：压缩空气。2影响激光钎焊的主要因素激光钎焊与其他焊接方法相比，对各参数要求较高，各参数偏差对激光钎焊质量影响比较显著,结合生产现场的实际情况，对激光钎焊质量有影响的参数分为两部分。2.1激光设备特定的参数激光设备的特有参数包括激光功率、光斑直径、焊接速度及送丝速度等。图1室温下过渡金属对不同波长激光能量的吸收率（1）激光焊接的热效应（2）光斑直径激光焊接的热效应取决于工

3、件吸收光束能量光斑直径的大小影响着焊丝熔化后的铺展及板件的程度，常用吸收率表征，激光钎焊时只有少部分对激光能量的吸收，依据所焊接头的形式，选择合适能量被吸收，室温时铁对YAG激光能的吸收率仅为的光斑直径。光斑过小，焊丝熔化后不易铺展甚至不2010年第9期汽车工艺与材料AT&M31生产现场SHOPSOLUTION能完全熔化焊丝。后行李箱盖采用对接接头，通过现不利于钎焊丝的润湿及在焊缝中铺展，同时通过钎焊场验证选取光斑直径为3~4mm。丝与板件作用力的调整，可以消除板件局部偏差引起（3）焊接速度及送丝速度的质量问题。通过现场的验证，一般情况下，在焊丝根据母材材质、厚度、焊缝的几

4、何形状确定每处与板件接触时将钎焊丝下压0~1mm为最佳，其焊缝示教位置、激光功率、焊接速度及送丝速度。依据激成型美观，同时可以弥补焊丝位置发生的微偏差。光发生器提供的最大功率，在能保证焊接质量的前提钎焊丝与焊缝的角度、钎焊丝距焊缝的垂直高度下选择更高的焊接速度，以提高生产效率。在焊接速要根据板件的形状设定具体的参数，这样有利于焊缝度选定之后，选择匹配的送丝速度。送丝速度过快，成型及减少缺陷。机器人示教中要保证整个焊接过程焊缝成型不平滑；送丝速度慢，焊缝处成型的焊材激光聚焦器、钎焊丝导嘴不能与板件干涉，合适的示少，严重时出现熔焊，影响焊缝的强度及美观。焊接教位置可以消除部分焊

5、接缺陷。速度、送丝速度、激光功率要相互搭配选择，焊接质3缺陷类型及成因量才能得到保证。后行李箱盖因焊缝几何面的变化，焊接速度选取范围为100~260cm/min，经验证可以在实际生产中，后行李箱盖激光钎焊由于受到激满足质量要求。光焊接过程轨迹、操作空间、设备等诸多因素影响，2.2机器人的示教位置焊缝质量缺陷依然会出现。焊缝轨迹的起点处、收尾（1）钎焊丝进给方式处、拐角段是激光钎焊质量问题的常发位置，对此处激光钎焊丝进给方式分为2种：一种是钎焊丝从参数合理的选取及检查可以有效避免发生问题。在实激光束的前方进给，另一种是钎焊丝从激光束的后方际生产中，激光钎焊可产生以下缺陷。进给

6、。经过对2种进给方式的验证，钎焊丝从激光束a.气孔：焊缝中出现针眼、气孔。后方进给受到板件摩擦、板件几何形状变化等影响，原因：焊接过程受到母材表面的清洁度、透镜影响钎焊丝进给速度、导嘴位置，不利于焊缝外观成镜片损耗度、钎焊丝与激光束交点相对位置变化的影型。同激光束后方进给相比，钎焊丝从激光束前方进响，焊缝表面会出现不同状态的气孔。给，钎焊丝在进给的方向不受板件形状阻碍等影响，b.熔焊型焊缝：在焊缝中没有焊料，焊缝的外同时可以解决钎焊丝在相对位置略偏移后方进给不能观如同激光熔焊焊缝一样，激光熔焊焊缝与激光钎焊熔化焊丝或润湿铺展等质量问题。后行李箱盖两处焊焊缝对比见图2。缝几何

7、角度超过90°，故此选用钎焊丝从激光束前方原因：受送丝机构稳定性、送丝机构中钎焊丝剩进给。余量等方面影响。（2）钎焊丝与焊缝的几何参数c.焊缝单边连接：熔化后钎料只与母材一边接导嘴伸出的钎焊丝与焊缝位置形成的角度影响触，见图3。焊缝外观成型，通过现场的调试验证，在角度不超过原因：在焊接前，导嘴处焊丝与激光束相对位置45°时焊丝与焊缝成型良好，在确保不干涉的前提下发生偏移，导致熔融的焊丝只能与板件单边接触，不选取小角度（前提避免激光聚焦器头与板件及母材干能在焊缝间隙内润湿、铺展，出现焊缝单边焊。涉）可提高钎焊丝的润湿