汽车生产中的焊接技术研究

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　　【摘 要】在金属焊接领域不断发展的进程中，由于具有焊接变形少、焊接效果好以及加热集中等多方面的优势，因此在我国汽车工业领域中得到了广泛的运用。焊接技术在汽车制造业中的应用是非常广泛的，它是连接各个零件的重要桥梁，对此焊接技术是随着汽车制造业的发展而不断创新的。现如今，在汽车制造业中由于一些核心焊接结束因为技术流程的复杂，被禁止使用了，只是小范围的进行运用。
　　【关键词】汽车生产；焊接技术
　　引言
　　由于科学技术的迅速发展，中国在激光焊接、切割技术方面得到了很大的进步，不过激光焊接和切割技术在汽车制造方面的应用还不够成熟，与发达国家之间依旧存在比较大的落差。如今通常会从国外进口成套的加工设备，国内相关的加工厂商还会直接从国外进口一些激光加工的零件。一味地依赖国外进口对于我国的技术发展而言并无益处，甚至会阻碍我国激光产业的发展。
　　1、汽车工业金属焊接特性
　　与其他工业领域相比，汽车工业领域的金属焊接技术要求更高，且更加特殊。具体来说，汽车车身是由骨架件、内覆盖件以及外覆盖件所构成的，同时汽车的内外覆盖件的钢板厚度在0.8mm至1.2mm范围内，意味着主要是以薄板件为核心，而所拥有的特性包含以下几点：①结构形状复杂。由于汽车制造与生产工艺是非常复杂的，并且车身的金属板非常薄。由于现阶段消费者非常注重美观，再加上对刚性的需求较高，因此对金属焊接技术带来较大的挑战。②刚性差。相对于机械加工件来说，用于汽车生产与制造的薄板的刚性相对较差，将车身板与各个零件进行焊接为一个整体后，其刚性才会达到要求。但是在焊接总成前，其刚性是较差的，因此在金属焊接的过程中需要格外注意。③尺寸标注以三维坐标为准。在汽车生产与制造的过程中，为了能够有助于对汽车尺寸的标记，通常情况下是通过200mm或400mm的标准来对坐标进行划分。其中，最为常见的是轿车生产，其坐标系坐标原点为：X轴代表的是车身的对称平面与主地板的下平面间的交线；Y轴代表的是平面与车身对称平面间的交线；Z轴代表的是过两前轮中心且与主地板平面垂直的直线。总的来说，汽车的金属焊接工艺与其他机械金属焊接工艺的差距是较大的，尤其是在坐标的标注方面，这无疑增加了汽车工业中金属焊接的难度。
　　2、焊接技术在汽车制造行业中的现状
　　2.1、电阻点焊技术
　　现阶段，焊接技术在国内汽车制造行业中应用频繁，而最有代表性的當属阻焊形式，电能直流和电能交流之间的转换才能完成此项技术的操作。然而当电能直流和电能交流在转换时会损耗很大的电量，又因为各类因素的束缚使大多数汽车制造企业在焊接时仍旧延用阻焊技术。要想解决阻焊技术中的能源损耗问题，就要借助电阻点焊技术来实现，电阻点焊技术在应用时，焊接效果会受到客观因素的影响，例如电流、时间和压力等。因此大多数车间在生产过程中会因为不熟悉操作流程，存在一系列质量问题，使汽车配件很难在规定的时间完成。出现质量问题的关键因素是电阻点焊设备在制造车间中使用频繁，电流之间互相影响，在很大程度上降低了工作电流的平稳性，致使电阻点焊技术在制造配电时存在严重的质量问题，影响汽车制造行业在社会上的信誉。
　　2.2、激光熔焊焊接技术
　　在汽车制造领域，激光熔焊焊接技术的应用极大地提高了白车车体焊接的整体水平，这一焊接技术主要原理是以激光为主要能量源使焊丝熔断，从而实现两个金属板之间的连接。这一技术与传统的焊接技术相比有着较大的优越性，主要体现在以下三个方面：一是体现在焊接点的连续上，激光熔断焊接形成的焊接点具有较强的连续性，使得车体焊接整体强大大大提升；二是体现在高强钢的焊接上，随着汽车自身质量的提升，车体的侧围、顶部、车门等部位使用高强钢来焊接渐成趋势，与普通钢板相比，高强钢的屈服强度更高，采用传统的焊接方式焊接效果不能达到质量要求，采用激光熔焊焊接技术则可实现优质焊接，同时也大大提高了车身的匹配精度；三是体现在焊接导致的母材变形上，当前车体多数采用镀锌钢板，激光熔焊技术具有焊接速度快、变形小等传统焊接技术无可比拟的优势，极大的提高了车体焊接的强度以及精度。
　　2.3、CO2焊
　　CO2焊具体是指将二氧化碳气体保护电弧焊，主要是运用在汽车生产的手工焊部分，主要适合自动焊和全方位焊接，由于采用此方法焊接的过程中不能受到风的影响，因此只能够在室内进行运用。为了能够保证金属焊接的稳定性更强，除了需要设置相对合理的参数外，还应该选择合适的、优质的焊机，尽可能的来对飞溅程度降低。由于二氧化碳的价格较为经济，并且焊缝形成较好，因此现阶段此金属焊接已经被广泛的运用在汽车工业领域当中。
　　2.4、弧焊技术
　　弧焊技术是焊接技术中的一种，在汽车制造行业中最为常见。在弧焊技术中，熔化极惰性气体保护焊是最重要的焊接工艺，可以更好的拿捏焊接点。然而这类焊接技术的问题也非常明显，这就要求在种类不同的焊接零件中所应用的焊接方法均是自动化。零件在焊接过程中运用自动化焊接方法不能确保焊口的精准性，会使焊接轨迹发生偏移现象，严重降低焊接零件质量。由于焊缝的出现使汽车配件质量存在问题，为了让汽车配件中的焊缝数量有所削减，很多汽车制造行业研发了焊缝追踪器对焊缝实施监察，及时找到弧焊中的焊接误差，减少问题的出现。
　　2.5、激光拼焊焊接技术
　　激光拼焊焊接技术主要运用于对不同功能、不同规格的钢板焊接过程中，这一焊接技术可最大限度的满足车体零部件对焊接材料的要求，是实现车体轻量化的重要手段。同时由于这一焊接技术可以将不同材质、规格的钢板通过拼焊使其成为一个整体，大大提升了钢材的利用率，焊接过程中对零部件与模具的使用量将大大减少，焊点数目、零部件自身重量都得到极大减少，极大的提高了钢材的利用率，具有较大的经济效益；再有就是这一技术在车门焊接上的应用最为广泛，主要优势在于通过激光拼焊技术可以最大限度的减弱点焊焊接带来的密封性，在减轻车门重量的同时也使得车门的校对时间大大减少，极大的降低了车门的生产及焊接成本。
　　3、焊接技术在汽车制造业中的发展形势
　　要想实现焊接技术智能化控制目标首要任务是做好焊接过程控制系统智能化与焊接生产系统柔性化工作。只有确保焊接流程的模糊控制、焊接专家系统和神经网络控制的发展，才能合理掌控系统智能化。焊接生产系统柔性化的作用是将弧焊机器人看成焊接主体来应用多自由度工架FMS进而符合焊接中的空间曲线柔性焊接要求。为了实现智能化焊接系统目标汽车制造业研发了可以辨别环境并实时追踪轨迹调节焊接参数的智能机器人。另外，对于材质独特的焊接技术来讲，在人们日常和工作中，越来越多的科学技术和材料出现在人们面前，它们的出现在很大程度上补充了现有材料在生产应用中存在的一系列问题。然而这类材料的焊接技术比较独特，因此推出了扩散焊、材料超塑成型扩散和微波焊技术。
　　结束语
　　当前汽车制造市场的竞争愈发激烈，汽车制造行业进入了一个大发展、大调整的时期，汽车的制造技术必将是企业的核心竞争力之一，激光焊接技术也将成为行业竞争的着力点，因此为了加大汽车的安全性和可靠性，汽车制造企业需熟知焊接技术的操作流程，为汽车质量提供有利保障。
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　　（作者单位：长城汽车股份有限公司底盘研究院）
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