劉佳

摘要：汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)焊接技術(shù)，因此，提高焊接技術(shù)水平是促進(jìn)汽車(chē)制造業(yè)不斷向前發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。我?guó)當(dāng)下的焊接技術(shù)還有待于進(jìn)一步提高，還需要對(duì)其中的技術(shù)進(jìn)行研究和分析。本文主要從焊接技術(shù)的角度分析了其在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用情況，并分析了焊接技術(shù)當(dāng)下的一些不足和需要改進(jìn)的地方。同時(shí)，本文針對(duì)焊接技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù);汽車(chē)制造;應(yīng)用;前景

一、焊接技術(shù)在汽車(chē)制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

針對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身輕量化，以及對(duì)車(chē)身品質(zhì)、可靠性、安全性要求高的特點(diǎn)，加上高節(jié)拍生產(chǎn)，對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)和焊裝工藝的要求也進(jìn)一步提高，新材料應(yīng)用和新焊接技術(shù)迅速發(fā)展，焊裝幾何尺寸精度提高，此外，世界上已普遍采用信息化工程技術(shù)開(kāi)發(fā)車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)裝備，焊裝生產(chǎn)線(xiàn)裝備已實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，2012 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)突破 1900 萬(wàn)輛，創(chuàng)歷史新高，而且汽車(chē)行業(yè)形成了多品種、全系列的各類(lèi)整車(chē)和零部件生產(chǎn)及其配套體系，為保持我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的穩(wěn)步、快速發(fā)展，我國(guó)于 2009 年提出了“汽車(chē)產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃”。

焊接技術(shù)在汽車(chē)制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，根據(jù)電弧焊、切割焊、壓力焊、釬焊等在焊接工程中的連接原理，焊接工程工藝可以分為電阻焊、電弧焊、特種焊、釬焊和氧乙炔焊五個(gè)類(lèi)型。電阻焊在汽車(chē)制造中的應(yīng)用方式主要有點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、多點(diǎn)焊，應(yīng)用在車(chē)身總成、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、減震器閥桿、地板、油箱、行李箱蓋、消聲器、車(chē)側(cè)圍、前橋、零部件等諸多焊接方面。電弧焊主要有氬弧焊、埋弧焊、CO2保護(hù)焊、焊條電弧焊，應(yīng)用于鋁合金零部件、機(jī)油盤(pán)、車(chē)廂、厚板零部件、半橋套管、傳動(dòng)軸、千斤頂、后橋、橫梁、后橋殼管等的焊接。特種焊主要是指摩擦焊、激光焊和電子束焊，這些焊接技術(shù)在汽車(chē)制造中主要應(yīng)用于齒輪、車(chē)身底板、汽車(chē)閥桿、轉(zhuǎn)向桿、后橋等的焊接。釬焊主要用于銅件、鋼件、散熱器以及硬質(zhì)合金的焊接;氧乙炔焊則主要用在車(chē)身的補(bǔ)焊。目前，在汽車(chē)制造中點(diǎn)焊、釬焊、CO2 保護(hù)焊的應(yīng)用廣泛。隨著汽車(chē)制造業(yè)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)在制造精度上的要求越來(lái)越高，以滿(mǎn)足人們對(duì)汽車(chē)的質(zhì)量需求。

二、鎂合金薄板點(diǎn)焊工藝

鎂合金材料具有傳熱性能好、電導(dǎo)性能強(qiáng)勁的特點(diǎn)，其熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋼、鋁等金屬均大出許多，因此利用鎂合金進(jìn)行電阻點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)使用較大的焊接電流 ，當(dāng)電流經(jīng)過(guò)工件時(shí)其產(chǎn)生的電阻熱會(huì)大量融化母材金屬，并在較大的壓力之下形成焊點(diǎn)連接。通過(guò)上述點(diǎn)焊的過(guò)程我們不難看出，鎂合金薄板點(diǎn)焊主要包括焊接電流、時(shí)間及壓力電極等三大要素，而其工藝則主要包括一般點(diǎn)焊與墊片附件工藝點(diǎn)焊兩類(lèi)。一般點(diǎn)焊不再贅述，后者的點(diǎn)焊工藝主要是在鎂合金與銅電極兩者中間設(shè)置尺寸一定、材料特定的工藝墊片，該工藝具有焊點(diǎn)面積大、直徑大，接頭易貫穿工件始終的特點(diǎn)，同時(shí)由于焊點(diǎn)較大，也易產(chǎn)生面積較大的空洞，這是由對(duì)接頭的拉剪力不平衡造成的，我們可以采用適當(dāng)增大電流下降的時(shí)間來(lái)解決這一現(xiàn)象。

三、SPCC 鋼與 NdFeB 永磁體的激光點(diǎn)焊

NdFeB 稀土永磁材料是一種新型的復(fù)合材料，具有性能優(yōu)越的磁能及環(huán)保性，因此在電子與汽車(chē)工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)由于其磁體本身具有較大的脆性，因此造成了其易碎、易破的脆弱一面。為了解決這一不良現(xiàn)狀我們必須將其與一些剛性的材料進(jìn)行保護(hù)連接， 從而使點(diǎn)焊的工藝形成良好的焊接效果。SPCC 鋼與 NdFeB 永磁體的激光點(diǎn)焊過(guò)程主要采用UnitekMiyachiLW50A 型脈沖 Nd 并采用 YAG 激光器作為激光點(diǎn)焊設(shè)備，可將最大脈沖能量設(shè)置為50J，并將最高峰值的功率控制在5 KW，同時(shí)采用固定搭接的方式，首先將裝夾固定，然后采用激光器發(fā)射激光照射實(shí)現(xiàn)連接的過(guò)程。

四、車(chē)身焊接新技術(shù)

1.脈沖 GMAW（P-GMAW）焊技術(shù)

脈沖 GMAW 焊是國(guó)外近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型高效、高速焊接新工藝，容易與機(jī)器人配合，能充分體現(xiàn)高效化焊接的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的空間可達(dá)性與焊接速度之間的協(xié)同和完美組合。P-GMAW 電弧過(guò)程具有良好的穩(wěn)定性，能有效保證焊縫質(zhì)量的一致性，改善由于短路過(guò)渡焊接過(guò)程較低的熱輸入而造成的熔深不足。P-GMAW 的射流過(guò)渡方式適用于薄板材料的高速焊接、鋼或鋁合金的車(chē)身框架的全位置焊接。在德國(guó) AUDIA8 全鋁合金車(chē)身框架結(jié)構(gòu)的管狀型材和結(jié)合點(diǎn)的焊接中，均大量地采用了 P-GMAW 的工藝。

2.等離子弧焊技術(shù)

由于激光焊接成本高昂，而且其對(duì)技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，在國(guó)內(nèi)大面積應(yīng)用還存在較大困難，所以在某種程度上，我們可以研究等離子弧焊接，并將其應(yīng)用于汽車(chē)企業(yè)。等離子弧弧柱溫度高、能量密度大，所以對(duì)焊件的加熱較為集中，且熔透能力強(qiáng)，在同樣熔深下，等離子弧焊接速度比 TIG 焊高，從而可以極大地提高焊接生產(chǎn)效率。

3.激光-MIG 復(fù)合焊技術(shù)

激光焊與電弧焊是兩種不同的焊接工藝，前者是通過(guò)光纖將能量傳輸?shù)焦ぜ希笳呤峭ㄟ^(guò)弧柱傳輸能量。與電弧焊相比，激光焊的熱影響區(qū)較窄，焊縫的深寬比高，焊接速度較快。但其焦點(diǎn)直徑很小，所以焊縫“搭橋”能力很差。相反，電弧焊的能量密度比較低，加熱面積大，但焊接速度相對(duì)較低。激光復(fù)合焊結(jié)合了這兩種焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使激光束和電弧同時(shí)作用于焊接區(qū)，從而獲得優(yōu)良的綜合性能，不但改善了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝，也極大地提高了效率成本比，為鋁車(chē)身的焊接提供了一種全新的焊接工藝。

4.機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)

按照在焊裝車(chē)間的用途，可以將機(jī)器人分為：螺柱焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、涂膠機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、裝配及持件機(jī)器人和激光焊接機(jī)器人。點(diǎn)焊機(jī)器人是由機(jī)器人操縱各種點(diǎn)焊焊鉗，實(shí)施點(diǎn)焊焊接。機(jī)器人可以操縱大型焊鉗，對(duì)地板等零件進(jìn)行點(diǎn)焊。具有焊點(diǎn)質(zhì)量高，焊接速度快，質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)?；『笝C(jī)器人是由機(jī)器人操縱弧焊焊炬，在進(jìn)行仰焊、立焊等各種位置的焊接時(shí)非常方便。其可以通過(guò)傳感器對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤，從而控制弧長(zhǎng)。但此技術(shù)對(duì)零件匹配要求非常高，在零件間隙不均勻或者不平整的情況下，都會(huì)造成焊接缺陷。涂膠機(jī)器人是由機(jī)器人控制涂膠槍?zhuān)瑢?duì)地板、車(chē)頂天窗、四門(mén)兩蓋、側(cè)圍和總拼調(diào)整工位進(jìn)行折邊膠、點(diǎn)焊膠、密封膠及減振膠得涂敷，這樣對(duì)膠的流量控制比較精確，尤其適用于各種復(fù)雜的形狀和空間位置的涂敷，且速度快、質(zhì)量好。螺柱焊機(jī)器人是由機(jī)器人操縱螺柱焊槍?zhuān)M(jìn)行全方位的螺柱焊接，這樣可以節(jié)省定位螺柱焊的導(dǎo)套夾具，精度高，工藝質(zhì)量好。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)必須要重視研究焊接技術(shù)，通過(guò)提高焊接技術(shù)水平來(lái)提高汽車(chē)制造水平，不斷開(kāi)拓焊接技術(shù)的新領(lǐng)域，不斷研發(fā)新技術(shù)，從而為汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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