汽车白车身激光焊接质量影响因素研究

论文摘要

激光焊接在汽车工业中充分发挥了其先进、快速、灵活的加工特点，它既是汽车新产品开发的技术保证，又是高质量、低成本生产不可或缺的技术手段。激光焊接技术虽然在国内取得了长足的发展，但是在汽车制造方面的应用与国外相比尚存在较大的差距，目前主要是依靠引进成套的激光加工设备、生产线和技术，用于车身组件的焊接和汽车拼焊板，有的厂家则直接进口国外的激光加工的零件。为了提升我国汽车行业的竞争力，对激光焊接技术在汽车白车身中的应用进行研究具有重要的实际意义。本论文主要是针对激光焊接汽车白车身材料的影响因素进行的研究，由于激光焊接较传统的焊接方法具有更大的优势，而此方面又是我国比较薄弱的地方，因而本论文所做的工作对促进我国激光焊接在汽车白车身方面的应用具有重要的战略意义。本论文的研究工作包括：（1）研究了激光焊的机理，分析了机器人激光焊接白车身系统。对激光焊接的原理、激光焊接的两种机理、激光焊接过程中的几种效应和激光焊焊缝形成的特点等相关理论进行了分析。（2）研究了激光功率、焊接速度等主要的焊接工艺参数对激光焊接白车身的影响。根据车用结构件的焊接特点，以汽车白车身用高强度镀锌钢和铝合金板作为研究对象，进行了钢/铝对接和搭接的激光焊接实验，利用体视显微镜分析焊缝的成形性与表面质量；采用金相显微镜观察焊缝区及热影响区的金相组织；采用扫描电镜观测焊缝的微观形貌，并利用其自带能谱EDX检测分析焊缝区元素的混合情况。（3）研究了镀锌钢和铝合金板两种主要的车身材料的激光焊接特性。研究了镀锌钢板的锌行为对激光焊焊缝的不利，同时给出了几种不同的解决方案。分析了激光焊接铝合金板的难点，同时也给出了相应的解决途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景意义
• 1.2 汽车白车身焊接技术概述
• 1.2.1 汽车白车身概述
• 1.2.2 汽车白车身的焊接工艺
• 1.2.3 汽车车身焊接技术概述
• 1.3 装焊技术的发展趋势
• 1.3.1 激光焊接的发展趋势
• 1.3.2 汽车白车身装焊技术的发展趋势
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 激光焊接汽车白车身的机理及其理论分析
• 2.1 激光焊接技术的原理
• 2.1.1 材料对激光的吸收
• 2.1.2 材料的加热、熔化及汽化
• 2.1.3 熔化金属的凝固
• 2.2 激光焊的两种机理
• 2.2.1 传热焊
• 2.2.2 深熔焊
• 2.3 激光焊接的特性
• 2.4 激光焊焊接过程中的几种效应
• 2.4.1 等离子体效应
• 2.4.2 壁聚焦效应
• 2.4.3 净化效应
• 2.5 激光焊的焊缝形成的特点
• 2.6 本章小结
• 第3章 机器人激光焊接汽车白车身系统
• 3.1 激光焊接器
• 3.2 焊接机器人
• 3.2.1 工业机器人的工作原理
• 3.2.2 焊接机器人系统组成
• 3.2.3 激光焊接机器人
• 3.3 车身装焊夹具
• 3.4 本章小结
• 第4章 钢铝异种材料激光焊接试验研究
• 4.1 试验条件与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验设备
• 4.1.3 试验方法
• 4.2 试验结果及分析
• 4.2.1 工艺参数对焊接质量的影响
• 4.2.2 焊缝表面成形性
• 4.2.3 焊缝金相组织
• 4.2.4 SEM 分析
• 4.2.5 EDS 分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 几种不同车身材料激光焊接的研究
• 5.1 高强度镀锌钢板
• 5.1.1 镀锌钢板激光焊接的气孔问题
• 5.1.2 镀锌钢板激光焊接的裂纹问题
• 5.2 高强铝合金板
• 5.2.1 高强铝合金激光焊接的主要问题
• 5.2.2 铝合金激光焊接难点的改善方法
• 2 激光深熔焊的影响因数'>5.2.3 铝合金 CO₂激光深熔焊的影响因数
• 5.2.4 高强铝合金激光焊接的应用
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢