汽車頂蓋與側(cè)圍激光釬焊焊縫的檢測

摘要：本文主要概述了汽車頂蓋與側(cè)圍激光釬焊鈑金配合方式，介紹了汽車側(cè)圍與頂蓋激光釬焊處單件精度控制點的識別。結(jié)合激光釬焊對于零件搭接面的精度要求，討論了如何精確檢測側(cè)圍外板與頂蓋外板激光釬焊控制點的方法。通過準確識別激光釬焊零件控制點，設(shè)計正確的基準及檢測塊，合理布置檢測點并編制檢測表計算測點極差，從而得出側(cè)圍與頂蓋零件激光焊縫的準確檢測數(shù)據(jù)。這對頂蓋、側(cè)圍模具制造，激光釬焊生產(chǎn)線調(diào)試起到指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件;檢具;激光釬焊;測量;設(shè)計

中圖分類號：U463.8 文獻標識碼：A

0引言

頂蓋與側(cè)圍激光釬焊外觀質(zhì)量良好，焊縫均勻、平整光滑，所以頂蓋與側(cè)圍激光釬焊被眾多車型采用。但頂蓋激光釬焊對沖壓單件精度要求高，而準確檢測頂蓋與側(cè)圍外板激光釬焊關(guān)鍵控制點的精度，則是沖壓單件尺寸精度控制的前提，也是激光釬焊生產(chǎn)線調(diào)試的依據(jù)。

1頂蓋外板與側(cè)圍外板激光釬焊關(guān)鍵控制點的識別

頂蓋外板與側(cè)圍外板激光釬焊鈑金貼合為線接觸。側(cè)圍拼裝完成后，頂蓋落在2個側(cè)圍之間，接觸點決定了側(cè)圍和頂蓋2個零件的相對位置關(guān)系（圖1）。此接觸點周圍的面均為光順的弧面，尤其是頂蓋外板接觸點處的面，為一個半徑約為2.0mm的圓弧面，接觸點在零件實物上較難識別。

找到鈑金接觸點，測量此接觸點的精度，可以反映出頂蓋和側(cè)圍鈑金貼合點尺寸精度。而激光釬焊填充在鈑金接觸點上方的鈑金縫隙內(nèi)，如果鈑金貼合點精度良好，則可一定程度保證激光釬焊縫隙大小均勻。故可以將側(cè)圍與頂蓋鈑金貼合點作為激光釬焊關(guān)鍵控制點來檢測。

2頂蓋外板與側(cè)圍外板激光釬焊關(guān)鍵控制點尺寸精度要求

頂蓋外板與側(cè)圍外板裝配為自適應(yīng)匹配，對激光釬焊填充面的輪廓度要求較高。頂蓋外板激光釬焊填充面位置度要求為±0.4mm，側(cè)圍外板激光釬焊填充面位置度要求為±0.5mm。頂蓋與側(cè)圍整條焊接貼合整段面輪廓度要求為0.6mm，每150.0mm輪廓度要求0.3mm。頂蓋與側(cè)圍激光釬焊填充面對整段面的光順度要求高于一般的沖壓件，整段面不允許有較大的起伏和突變。某車型頂蓋外板與側(cè)圍外板激光釬焊填充面精度要求如圖2和圖3。

3頂蓋與側(cè)圍激光釬焊填充面關(guān)鍵控制點檢測基準設(shè)計

3.1頂蓋外板激光釬焊填充面關(guān)鍵控制點檢測基準設(shè)計

頂蓋外板激光釬焊填充面位于頂蓋外板兩側(cè)圓弧面上。檢測頂蓋外板激光釬焊填充面的精度有3種選擇。

（1）按照車身坐標方向Y向面的隨型偏置面作為檢測基準，用此檢測面可檢測出頂蓋外板Y向最大輪廓（圖4）。此時檢測點在鈑金貼合點上方，接近激光釬焊填充面。

（2）以頂蓋型面偏置3.0mm面作為檢測基準，則實際檢測點在鈑金貼合點的下方（圖5）。此時檢測基準來源于頂蓋型面，設(shè)計上最容易實現(xiàn)。

（3）用鈑金貼合點處側(cè)圍型面的3.0mm偏置面作為檢測基準，此時檢測點為頂蓋外板與側(cè)圍外板鈑金貼合點。

以上3種方案中，第1種的檢測位置雖靠近激光釬焊填充面，但不檢測鈑金貼合點，就不能確定零件的側(cè)圍和頂蓋的相對位置關(guān)系，故不能選擇此方案。第2種的檢測基準面雖然設(shè)計上較容易實現(xiàn)，但其檢測點離激光焊接貼合面較遠，且不是鈑金貼合點，通常不推薦此方案。第3種可準確檢測鈑金貼合點，故選擇此方案。

用翻轉(zhuǎn)塊作為頂蓋激光釬焊焊縫的檢測塊，用側(cè)圍外板型面法向3.0mm偏置面作為鈑金貼合點檢測基準。為了兼顧檢測頂蓋外板外觀面，檢測塊上平面需要做成與頂蓋外觀面的相切面，這樣用百分表可以檢測頂蓋外板外觀面（圖6）。由于頂蓋激光釬焊面為連續(xù)填充面，故相應(yīng)檢測塊也要做成連續(xù)的。

為了兼顧制作和操作方便，檢測塊長度可設(shè)計在每塊3000 mm左右，檢測塊之間的間隙在5.0mm內(nèi)（圖了）。檢測塊要覆蓋整條激光釬焊焊縫，激光釬焊起始和結(jié)束位置圓角尤其不能遺漏，防止零件圓角位置面畸變造成激光釬焊不良。頂蓋Y向基準位于激光焊縫處，為了保證基準剛度，Y向基準會做得比較寬，故Y向基準除基準點處留5.0mm寬作為基準面外，其余面也要加工成檢測塊來檢測激光焊縫。

3.2側(cè)圍外板激光釬焊填充面關(guān)鍵控制點的檢測基準設(shè)計

側(cè)圍外板檢測基準的設(shè)計則需要與頂蓋外板檢測基準做對應(yīng)，兩者檢測點需要互相關(guān)聯(lián)。因頂蓋外板選取與側(cè)圍外板鈑金貼合點作為檢測點，故提取頂蓋外板與側(cè)圍外板鈑金貼合點交線作為檢測線。選定檢測線后延激光釬焊側(cè)圍填充面法向偏置3.0mm即為檢測基準線。同步補充出檢測基準面即可得到檢測基準，可選擇側(cè)圍型面偏置面作為檢測基準面（圖8）。

同樣需用翻轉(zhuǎn)塊作為激光焊縫檢測塊，為了兼顧側(cè)圍外觀面檢測，檢測塊上表面需做成與側(cè)圍型面相切的面。與頂蓋相同，側(cè)圍激光焊縫檢測塊也需要做連續(xù)的，單個檢測塊長度300.0mm左右，檢測塊之間間隙在5.0mm以內(nèi)（圖9）。激光釬焊起始、結(jié)束的圓角，側(cè)圍B柱、C柱等容易發(fā)生面畸變的位置尤其需要檢測控制。激光焊縫附近的基準面夾鉗不能打斷激光焊縫的檢測塊，可根據(jù)實際情況設(shè)計缺口避讓夾鉗或把夾持放在檢測塊下方。

4檢測工具選擇

因頂蓋外板激光焊接檢測點位于頂蓋外板圓弧面上，以側(cè)圍外板偏置面為檢測基準面，用間隙尺檢測將難以準確找到檢測點。因為間隙尺擺放角度不同，讀數(shù)視角不同，所檢測的結(jié)果也不同。間隙尺本身就存在讀數(shù)誤差，再加上擺放角度誤差，檢測誤差無疑會加大，故需選擇塞尺檢測此處激光焊接搭接點。為便于快速檢測判斷，可制作2.5～3.5mm的專用塞尺，即2.5mm開始，每隔0.1mm制作一個賽片，配備到檢具上。

同理，為保證檢測位置準確，側(cè)圍外板激光釬焊檢測點也需用塞尺檢測。

5頂蓋與側(cè)圍激光釬焊填充面關(guān)鍵控制點測點布置

頂蓋與側(cè)圍激光釬焊填充面為連續(xù)焊接貼合，中間無斷點。故相應(yīng)檢測基準面和測量點也要連續(xù)布置，不能中斷過大。因頂蓋外板落在2個側(cè)圍之間，激光釬焊填充面離空最大的地方往往出現(xiàn)在頂蓋前后兩端，故激光釬焊開始和結(jié)束階段尤其需要加密測點，從而排除零件自身尺寸偏差造成的離空，好重點調(diào)試焊接生產(chǎn)線。

某車型頂蓋激光釬焊起始段a，結(jié)束段c以25.0mm為間隔布置測點，中間段b則以50.0mm為間隔布置測點（圖10）。頂蓋左右兩側(cè)測點布置需對稱。為保證側(cè)圍與頂蓋測點一一對應(yīng)，便于分析數(shù)據(jù)，側(cè)圍測點也需按照頂蓋的間隔布置，并做到X向坐標一致。為保證測量重復(fù)性，需在檢測基準塊上刻出測量點，標出測量序號，以保證同一序號下每次測量位置相同。

6測量表編制及尺寸極差計算

嚴格按照測點布置要求編制測量表，并把測量數(shù)據(jù)錄入表中。激光釬焊關(guān)鍵控制點單側(cè)從1號測點起，逐測點150.0mm范圍內(nèi)計算一次測量值極差，單側(cè)所有測點再計算一次極差，并判斷是否在要求范圍內(nèi)。以此來判斷是否有測點測量值波動過大。

因為頂蓋和側(cè)圍激光焊接搭接點測點一一對應(yīng)，可將左右側(cè)圍外板和頂蓋外板3個零件的激光釬焊檢測點編入同一個檢測表中，計算對應(yīng)測點測量值差值，便可評估出沖壓單件測點偏差情況。有了準確的檢測數(shù)據(jù)，頂蓋外板和側(cè)圍外板的模具調(diào)試與修改就可以此為依據(jù)。激光釬焊生產(chǎn)線也可以此數(shù)據(jù)排查焊接故障。

7結(jié)束語

準確找到并選擇合適的激光釬焊關(guān)鍵控制點，制作正確的測量基準，選擇正確的測量工具，便可準確測量出控制點尺寸偏差。合理布置測量點并計算關(guān)聯(lián)測量點極差，就可判斷出激光釬焊貼合面是否平順。實踐證明，用此方法測量激光釬焊搭接面，可有效指導(dǎo)頂蓋外板與側(cè)圍外板的模具制造和調(diào)試，進一步降低激光釬焊故障發(fā)生率。