现代焊接技术汽车制造中的运用
  摘要:焊接是汽车制造过程中的重要环节。在汽车焊接中,焊接质量的好坏直接决定着后续工艺的质量。与其他产品的焊接相比,汽车焊接主要具有以下工艺特点:对焊接件的尺寸精度要求高。为了保证产品的装配精度和尺寸稳定性,要求在焊接前尽量减少钣金零件的精度偏差,降低焊接后的热应力和热变形。焊缝的焊接接头的性能不仅需满足静态和动态机械性能指标,还要严格满足低周疲劳性能在高周疲劳性能的需求,要求批量生产时焊接的良好质量和焊接质量的一致性、以及高速生产的要求,高效焊接生产过程,“零缺陷”的质量控制和保证,提出了焊接过程自动监控和信息化管理的要求。
        关键词:汽车;制造;焊接
         
         
        在现代机械制造业之中,焊接作为一种必要的工艺方法,在汽车制造之中得到广泛的应用。汽车的发动机、车桥、变速箱、车身、车架、车厢等总成都需要焊接技术应用的支持。所
以,针对汽车制造中焊接技术的使用情况进行了分析,以便对后续的汽车制造有一定的借鉴价值。
        一、电阻焊接技术
        是通过电流从一端的电极通过结合的金属到达另一端的电极。电流流经的接合面或是金属的接触面的电阻形成热量。基于电流的大小和通电时间,金属开始熔化。通电后通过持续一定时间的加压接合的焊接工艺。电阻焊有着它自身的优点和缺点:
        1.优点:作业速度快,适合大批量生产;不需要焊接棒,流量等;热集中性较好,热损失较少;因加压作用,接合更紧密;不要求操作者熟练操作;因热变形或残余应力,氧化现象较少。
韩国现代汽车        2.缺点:很难实施适当的非破坏检查;对焊接部位的位置和形状等影响较大;易受材料、材质及材料厚度等焊接材料的影响。其中,最具有代表性的是点焊。在开展电焊时,主要是利用材料上下电极来对正加压,让工件能够紧密的接触,然后通电,由于工件之间接触位置电阻较大,加热会迅速升高温度,使得金属熔化,从而形成焊核;在断电之后,依旧会
保持压力的持续加大,在压力作用下,熔核就会凝固结晶,形成致密组织的焊点。电极与工件接触位置的热量,因为导热性较好的铜电极,让冷却水传走,所以,其上下电极的升温本身是有一定限制的,不会出现焊合。点焊,实际上就是机械与热作用下形成焊点,热作用会让焊件贴合面木材金属出现熔化,机械里作用下,会让焊接区域出现必要的塑性变形,两者适当的配合与共同作用,就成为最基本的焊接条件。在实施焊接中,一个焊点包含的所有程序的完成,也可以称之为点焊焊接循环。汽车工业一般会选择悬挂式电焊机,一个车间一般会搭配几十或者是上百台,一般需要达到100kVA的容量,进而在薄板焊接上得到广泛的使用。目前,在车身骨架零部件生产中,就会主要利用这一种焊接技术。
        二、气体保护焊接技术
        1.CO2焊接过程。CO2焊主要是在利用焊丝焊接中,选择利用成盘焊丝,在经过送丝机构,经过焊与软管,由导电嘴送出。电源的两个输出端分别在焊件与焊上,焊丝焊接接触之后就会产生电弧,在高温作用下,使得金属出现局部熔化,形成相应的熔池,随着焊丝端部不断的熔化,就会熔滴到熔池之中。并且,针对CO2气体,其本身是按照一定的流量和压力,从焊喷追喷嘴之中直接喷出,形成保护气流,让熔池与电弧区选择和空气相互隔离,
随着焊的不断移动,就会让熔池金属直接凝固,形成焊缝。针对CO2半自动焊,其拥有手工电弧焊的机械性,可以满足接缝焊接的实际要求。
        2.CO2焊接的特点。CO2焊与其它电弧焊方法相比较具有生产率高、成本低、焊接变形小、焊接质量好、操作简便、适用范围广、能耗低等优点,而且焊后不需要清渣,又因是明弧,便于监视和控制,有利于实现焊接过程的机械化和自动化。但是CO2保护焊也存在一些缺点,采用大电流焊接时,焊缝表面成形不及埋弧焊,飞溅较多,不能焊接易氧化的有金属等材料。目前,我司对车身零部件的关键部位都采用了气体保护焊接技术,对汽车车身的强度和安全性都起到了重要的作用,对汽车整车品质得到了有效的保证。
        3.氩弧焊新技术。氩弧焊的主要工作原理,送丝机连续不断的将焊丝送进焊内,接触CONTACT TIP通电后在电极和母材之间使用保护气阻断空气,保护ARC及焊接区进行焊接的技术。氩弧焊的特性:效率高、熔融、焊接较快。随着熔融,焊接速度的提升可缩短工时,节约成本。焊入深度,随着电流密度增大,ARC集中性良好,焊入较深。熔融、焊接的效率较高。焊接变形发生较少。焊接较经济。氩弧焊包含了非熔化极和熔化极,一般在高合金钢焊接与有金属焊接之中使用。为了能够实现改善成形条件,减少飞溅出现,就可以选择混合气体保护焊。
        三、高能束热源焊接及加工技术
        高能束热源在汽车工业之中得到广泛的使用。目前,其新技术主要包含:(1)激光和电弧复合加热焊接。利用激光焊接技术可以焊接窄而深的焊缝,利用电弧焊接技术则可以焊接宽而浅的焊缝。相比之下,前者的成本较大,后者的投入相对较少,通过科学的组合就能极大地提高焊接效率。激光和电弧复合加热焊接的设计是至关重要的,要求两种热源的夹角尽量达到最小,对于焊炬也要将其设计成激光与双电弧电源结合的形式。该焊接技术方法通常应用于4-8mm钢结构的焊接,即在生产汽车部件、焊接铝合金方面使用较多。并且将激光应用于焊接和紧密切割,可以在摩擦面形成的重熔复合层抑或是储油细花纹中得到应用,显著提高部件耐磨性。(2)等离子体应用。氩气保护等离子焊接切割在各个生产制造行业都得到了较多的应用,其中以加工有金属、合金钢等为主。在现阶段,对于铁路客车厂应考虑使用水下等离子切割技术,以便减少变形,进一步提高精度。如今在生产汽车发动机气阀体时已经进行等离子焊接。
        四、汽车工业焊接的发展趋势
        1.发展自动化柔性生产系统。在对汽车工业的整体焊接情况进行分析之后,发现汽车工
业的焊接发展呈现出一定的趋势:推动自动化柔性生产系统快速发展。对于工业领域的机器人而言,由于其包含了灵活性生产和自动化生产的特性,所以近年以来机器人得到快速的、较大规模的使用。该机器人带着自身的焊钳储存库,依据不同焊装部位的不同要求抑或是焊装产品发生的变化,就能从储存库里自动抓换焊钳。而传输产品的装置往往就是利用PLC单板机控制的柔性化感应导向滑轨小车控制。
        2.发展轻便组合式智能自动焊机。基于实际情况分析,相比国外,国内汽车焊接水平还存在一定的差异。最近几年,国内的汽车制造商都开始关注焊接自动化。如,东风悦达起亚的二工厂,就尝试引入赛拉图车身焊接车间的生产线13条,达到大于80%的自动化率。每一条生产线均是由计算机进行控制的,自动完成焊接工件、传送工件等操作。利用R30型极坐标式机器人、G60肘节式机器人进行焊接,依托微机对机器人实施驱动控制,则能显示文字和数字,通过磁带直接将输入输出程序记录下来。机器人动作所用的序步轨迹时点对点的,拥有较高的自动化焊接水平,能够很好地满足工作要求,在促进生产率和产品质量提升的同时也能够降低材料的实际消耗。针对这一部分高水平的生产线,在武汉、上海等区域都有引入,其包含了多个国家的汽车制造技术。但是这样的技术,其本身还无法满足我国的工业发展要求,所以,我国就需要注重技术方面的创新,可以为节能高效焊接材料和焊接工艺、焊
接设备等的发展及应用提供有利条件,同时积极推广机器人技术,促使智能设备快速更新,尽早形成完善的高效焊接自动化系统,严格控制成本,再配合计算机技术、网络技术、信息技术加快传统产生升级改造的步伐,实现自动化、智能化焊接。
        总之,不久的将来,在蓬勃发展和努力下,国内汽车行业的焊接技术一定能够不断缩小与国外之间的差异,最终更好的迎接汽车工业的挑战和机遇。
        参考文献:
        [1]金颋勋.数字化焊接技术发展趋势分析.2018.
        [2]刘帅勇.浅谈现代焊接技术在汽车制造中的运用.2019.