鐘繼明
摘 要:近年來,由于汽車生產與制造水平的提升,從而對焊接工藝提出較高要求,尤其是對汽車零部件焊接工藝更是高度的重視。眾所周知,汽車零部件的焊接質量是保證整車品質的基礎。所以,汽車零部件的焊接工藝成為保證汽車零部件質量的前提條件,汽車生產企業(yè)必須高度重視汽車零部件焊接工藝的選用。文章作者主要針對汽車零部件常用的焊接工藝進行深入分析,并且重點結合激光焊接工藝予以詳細闡述。
關鍵詞:汽車零部件;焊接工藝;應用
1 焊接的概述
焊接是現代機械制造業(yè)中一種必要的工藝方法,在汽車制造中得到廣泛的應用。汽車的發(fā)動機、變速器、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術的應用。在汽車零部件的制造中,點焊、凸焊、縫焊、滾點(凸)焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中,由于點焊、氣體保護焊、釬焊具有生產量大、自動化程度高、高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點,所以特別適合汽車車身薄板覆蓋零部件的焊接,因此在汽車生產中應用最多。
2 焊接在汽車零部件中的應用
2.1汽車車身零部件特點
汽車車身一般由內覆蓋件和外覆蓋件以及骨架件組成,覆蓋件一般都是由鋼板制作,骨架件也是由薄板件制作。汽車零部件具有以下特點:結構形狀復雜,構圖困難。汽車車身都是由薄板沖壓件焊接而成的空間殼體,為了殼體具有一定的剛性和造型美觀,要求組成車身的零件通常是經過拉延成型的空間曲面體,結構形狀相當復雜。
2.2焊接在汽車零部件中的作用
汽車車身零部件為金屬薄板殼體結構,主要由薄板沖壓件經電阻點焊或CO2氣體保護弧焊等粘結而成。汽車車身裝焊生產的主要任務就是完成汽車車身(即白車身)的制造。對于轎車來說,車身焊裝線一般是由地板總成線、左右側圍總成線、前圍(儀表臺橫梁)、后圍(后行李倉托架)線、頂棚線、門蓋總成線、車身總成線(主線)等組成。各分總成線又由很多合件、組件及零件焊裝工位組成。汽車車身焊接的基本特征就是組件到部件再到總成的一個組合過程,因此汽車零部件的焊接精度決定著車身分總成組件的焊接精度,最后影響和決定著車身焊接總成的焊接精度與質量。因此,汽車零部件的制造過程中,對焊接工藝提出了較高的要求。
3 汽車零部件的焊接工藝
焊接是汽車生產流水線上一項不可或缺的加工工序。汽車最主要的車架、車橋、車身、車廂、變速箱、發(fā)動機等幾大零部件的加工,也都離不開焊接。目前,在汽車生產制造中使用的焊接工藝有很多種,如CO2氣體保護焊、電阻焊、氬弧焊、電弧焊、激光焊等。在這些焊接工藝中,CO2 氣體保護焊、電阻焊具有生產量大、焊接變形小、效率高、便于操作、自動化程度高、低能耗等特點,比較適合汽車車身薄板覆蓋零部件以及車廂、車架和車橋等的焊接。
3.1 CO2 氣體保護焊
CO2 氣體保護焊主要是以 CO2 為保護氣體的一種焊接工藝,其優(yōu)點是:
(1)焊接成本低,僅為焊條電弧焊成本的 50%左右;
(2)生產效率高,是焊條電弧焊的 2~4 倍;
(3)便于操作,由于是明弧焊接,所以對工件的厚度要求不限,并且還可以進行全方位焊接及向下焊接;
(4)焊縫具有較高的抗裂性,由于焊縫低氫且氮的含量較少,所以其抗裂性能較高;
(5)焊后變形相對較小,角變形僅為 0.5%,不平度僅有 0.3%。
該焊接工藝主要用于汽車車身蒙皮、后橋、車架以及車箱等的焊接。
3.2電阻焊
電阻焊是將被焊工件壓緊在兩電極之間,然后施加一定的電流,并利用電流流經工件接觸面或鄰近區(qū)域時所產生的電阻熱效應,將工件加熱至熔化或塑性狀態(tài),使之形成金屬結合的一種焊接工藝。電阻焊的具體優(yōu)點如下:
(1)焊接成本低,電阻焊無需使用焊條、焊絲等填充金屬,并且也不需要氫、氧、乙炔等焊接材料,所以其總的焊接成本較低;
(2)操作簡便,能夠實現自動化和機械化,降低了勞動強度,改善了勞動條件;
(3)無噪聲及有害氣體;
(4)加熱時間短,且熱量集中,熱影響區(qū)域小,變形與應力也很??;
(5)焊后無需校正和熱處理。
3.3激光焊
這種焊接工藝指的是把激光光束當作能源對汽車零部件進行轟擊,同時利用轟擊過程產生的大量熱能完成焊接工作。此種焊接工藝的優(yōu)勢在于:首先,它所產生的熱區(qū)間較小,所以由熱傳到而引起的變形也就會偏小一些;其次,不需要電極的應用,因而也不會產生電極污染,同時又可大大減少器件損耗;再次,對焊接材質沒有任何要求,同時還可把不同材質材料相互焊接在一起;最后,焊接質量高,可實現機械化與自動化。其主要優(yōu)點如下:
(1)熱影響區(qū)間變化范圍小,因熱傳導產生的變形也相對較低;
(2)無需使用電極,沒有電極污染,并且該焊接工藝不屬于接觸式焊接,能夠降低機具的變形和耗損;
(3)不受空間限制,可焊接小型或間隔較近的零部件;
(4)可焊接的材質種類范圍廣,并且可接合各種不同材質的材料,或不同物性的兩種金屬;
(5)不受磁場干擾;
(6)焊接品質好,生產效率高,易于實現自動化。
據有關數據表明:一臺激光焊接機器人,能夠代替 3-4 臺電阻焊機器人,如果在加工一個車身上充分利用激光焊接,則可減少焊件準備、工裝投資、車身密封以及材料消耗等費用約合 150 美元左右,并且還可將鋼材利用率提高50%。
激光焊接技術的應用,加速了用車身沖壓零件代替鍛造零件的進程,有效地確保了焊點連接達到分子層面的結合,車身的整體強度以及碰撞的安全性,也有所提高,還使得車內噪音有效降低。
4 結語
汽車零部件的品質是確保整車品質的前提,而焊接工藝無疑是確保汽車零部件品質的基礎,必須重視汽車零部件的焊接工藝。只有各個環(huán)節(jié)生產工藝做到精細,才能保證整車的質量。