摘要：汽车制造需要经过冲压、焊接、等工艺环节[11]，才能够将钢板制作成为一辆辆的汽车。各个国家在汽车制造中使用的主要技术存在差异，因此，所生产出来的汽车品质也会有所不同。其中，焊接是汽车制造中最重要的一环，使用先进的焊接技术可以强化汽车的安全性。本文就当前国外汽车工业焊接技术以及设备的现状进行探究，并就其当代的发展趋势作出了展望，以供参考。
关键词：国外汽车工业；焊接技术；设备；发展趋势
引言：在汽车工业中，汽车的车身焊接始终占据着重要的地位，并且随着世界车身焊接技术的不断发展，越来越多的焊接新技术得以运用到车身焊接中，极大程度地提高了汽车焊接的质量和效率。就世界汽车总产量的发展趋势来看，整体呈现逐年上升的趋势，说明世界对于汽车的需求也在不断地增加。国外汽车工业发展的时间比较长，在焊接技术和设备方面，也更为成熟，对国外汽车工业焊接技术与设备进行研究，能够为我国汽车工业的发展提供一定的思路。
1.世界汽车工业发展现状及特点
世界汽车品牌排名1.1世界汽车工业发展现状
对于国家发展来说，汽车产业是尤为重要的，是支撑国民经济发展的支柱性产业，同时，汽车产业在社会发展的过程中，也起到了不可忽视的作用，汽车产业的发展，可以带动其他一系列相关产业的积极进步，为此，世界各国也都致力于本国的汽车行业的发展。根据2021年的全球汽车销量数据统计来看，其中，中国的汽车年产量为2608万辆，稳居全球第一，稳稳地占据了世界汽车生产大国的位置，甚至比第二名的美国和第三名的日本汽车年产量加起来还多；紧随其后的是美国以及日本，2021年产量分别为915万辆、784万辆。进入前五的还有印度、韩国，年产量分别为439万辆、346万辆。除此之外，德国以342万辆的年产量排在第六；墨西哥的年产量为312万辆，巴西的年产量为224万辆，分别位列第七、第八。西班牙和泰国也进入前十名，2021年产量分别为209万辆、168万辆。而从世界轿车生产主要生产品牌来看，销量排名前三的汽车品牌是丰田、大众以及雷诺，来自中国的本土汽车品牌依然未能进入前三。近年来，在疫情的影响下，全球汽车产量为7762.2万辆，同比2019年下降15.79%。2021年上半年全球汽车产量为3560.3万辆，同比增长28.16%。据专家预测，2021年全球汽车产量将继续减产[1]。
1.2汽车工业发展特点
首先，从产品的寿命周期来看，出现了整体缩水的特点，由以往的十年到二十年的使用周期缩短至了七到九年。随着汽车工业的不断发展，汽车车型也不断地推陈出新，越来越多的新车型被开发了出来，车型开发的周期也由以往的七到八年缩短至了三到四年。人们对于汽车的性能以及质量有了新的要求，对于美观、现代化的追求越来越高。其次，汽车生产技术更新迭代速度变化，汽车生产自动化程度得到了提升，机器人被广泛地运用到了汽车生产中。最后，由于汽车车型变化加快以及生产线自动化程度的提高，使得汽车工业的专业协作也得到了进一步的强化。
1.国外汽车工业焊接技术与设备现状
2.1国外汽车公司的现代化车身焊装线
评判车身焊装线自动化程度的高低，通常是以点焊自动化程度作为标准来衡量的。目前，国外汽车公司在车身焊装上，都已经实现了自动化，有一些更为先进的汽车公司更是已经实现了全自动化焊装，在很多的工序上，都是使用的工业机器人来进行自动化焊装。例如，美国通用汽车公司已经有三分之一以上的工厂在汽车车身焊装上使用了机器人自动化；日本三菱公司的OKAZAKI工厂在车身焊装线上使用了七十二台机器人以及计算机控制
系统，将车身焊装线打造成为了一个柔性自动化系统，该系统可以满足三种不同车型汽车的生产需求，几乎所有的点焊都可以通过自动化系统来完成；而德国福特公司的克隆尼尔焊装线早在上世纪就已经实现了机器人焊接，这三个汽车公司的车身焊接自动化水平在全球范围内都属于高水平线[2]。
2.2点焊机器人的应用
国外汽车工业使用最多的点焊机器人是关节式机器人，但是也有部分的汽车工厂使用的是三维组合式机器人。但是不管是哪一种类型的点焊机器人，其都是由本体、点焊钳等部分所构成的。一般来说，一台点焊机器人拥有一把焊炬，为了适应焊装线的柔性化生产需求，现在的点焊机器人还可以更换不同类型的焊钳，根据实际需求来实现自动抓换焊钳。通过点焊机器人来对汽车车身进行焊接，运用不同的安装方式，可以提高点焊机器人的密度，由此来增加车身焊接的效率。
2.3多点焊机
目前，国外很多的汽车生产工厂使用的多点焊机都是通过直接焊接法来焊接的。为了使用
焊装线的柔性自动化生产特点，现在更多的工厂使用的是柔性多点焊机，其内部采用的是结构形式为压力机，可以通过更换焊模来焊接各种各样的工件。由于焊接模具有相应的标准，其动力连接也使用的是快速接头，因此，焊接模具更换起来也非常的便捷。例如，德国奥迪公司的某一汽车工厂，在汽车车身焊接中使用的多点焊机为四点焊接机，而宝马公司则使用的是多点焊机，这种多点焊机的结构非常独特，同时还有多台焊接机器人共同工作，工作效率非常高[3]。
3.国外汽车工业焊接技术与设备当代发展趋势
3.1激光焊接
随着社会的不断进步，对于轿车的需求也在发生变化，促使轿车向小型、紧凑、轻量在不断地发展，而在轿车的这种转变当中，各种新材料的运用功不可没。目前，轿车主要还是采用钢板为主要结构，不过为了减轻轿车的重量，高强度钢这种厚度较薄的钢板得到了更为广泛的应用，而且这类钢板的防锈蚀功能也比较好，目前国外很多的汽车厂家在车身制造上都使用了这种钢板。美国焊接学会会议上，就汽车工业中使用的金属板焊接问题展开了讨论，相关专家认为，焊接镀锌钢板最好的焊接方式是激光焊接，而这种焊接必须以完
善点焊焊接方法为前提。不过激光焊接也存在一定的缺点，那就是非常容易导致电极烧损。根据日本某项调查研究表明，在对镀锌钢板进行焊接的时候，电极寿命与镀层的厚度有直接的关系。激光焊接就是使用激光辐射看来对需要焊接的表面进行加热，导致工件表面发生熔化，实现焊接。激光焊接又可以分为连续激光焊接和脉冲激光焊接两种方式。当前，激光焊接这种技术已经得到了非常广泛的应用，在汽车、飞机等高精密度的制造业中，都可以看到激光焊接技术的身影，尤其是在汽车制造中，激光焊接可以实现无缝焊接，提高了汽车车身的整体性以及安全性。美国福特汽车，采用了激光系统组成汽车底盘自动化生产线，整个自动化生产线都是使用计算机来进行控制，对于劳动力的需求大大降低。意大利的菲亚特公司将激光焊接广泛用于汽车车身衔接中，并且将其取代了传统的点焊技术，由机器人来完成焊接操作。激光焊接由于其独特的优势，在未来，必定会在汽车工业中得到更加广泛的应用。
3.2搅拌摩擦焊接
搅拌摩擦焊接这种工艺使用的是摩擦热以及塑性变形热为焊接热源，在焊接的时候，焊接头高速的旋转产生热量，使得焊接材料温度上升，起到软化焊接材料的效果。搅拌摩擦焊
接技术能够用于塑料材料，可以防止塑料材料溢出，去除塑料材料表面的氧化膜。在焊接完成的时候，会在工件的末端遗留一个钥匙孔，可以使用其他焊接方式来将这个钥匙孔切割掉或是将这个钥匙孔密封起来。此外，搅拌摩擦焊接还能够将不同材质的材料焊接起来，如金属与塑料的焊接。这种焊接方法焊接出来的材料稳定性好，不容易出现问题，而且非常容易实现自动化焊接，焊接质量较高，且所需要的原材料成本较低，焊接效率高。
3.3电子束焊接
电子束焊接也是一种新型的焊接方式，通过加速和聚集电子束，来对处于真空环境或是非真空环境中的焊件进行冲击，进而使得焊件产生热能，实现无焊条焊接。电子束焊接在航空航天、汽车等领域的焊接中较为常见[4]。
3.4超声波金属焊接
超声波金属焊接是一种特殊的焊接方法，通过超声波频率的机械振动能力来实现同种或不同金属材料的连接。在使用超声波金属焊接这种方法的时候，工件不会产生电流与热量，在静压的条件下，框架振动能量实现升温。这种焊接方法可以有效地避免电阻焊过程中出
现的氧化以及飞溅问题。在铜、银、铝等金属焊接中，超声波金属焊接较为多用，如电引线焊接、保险丝片焊机等等。高频率的振动会产生能量，这种能力会传输到待焊接的金属物件表面，在压力的作用之下，不同或同种的金属物件会形成融合。这种焊接方式的效率非常高，而且不会消耗过多的能力，金属物件的融合性也比较好，但是依旧也存在一定的缺点，那就是待焊接的金属物件的厚度需要在5mm之下，而且在焊接的过程中，还需要对其施加压力。
3.5闪光对焊
应用对接焊机，将两端的金属进行加热，当温度上升到一定的值时，金属会出现软化，这时候对其进行轴向加压，使得其形成对接焊接接头。在两个焊件接触之前，焊件会分别被两个夹钳电极紧紧地夹住，而且和电源紧密地连接在一起，移动夹钳，两个焊件就会发生接触，进而通电，实现电加热。两个焊件接触的部位会由于温度上升而逐渐变为液态的金属，会出现爆破、喷溅出火花，移动夹钳，就形成连续的火花。持续地加热焊件，等到适当的温度之后，将两个焊件挤压在一起，同时切断电源，待温度冷却之后，两个焊件就会紧密地连接在一起[5]。
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