汽車焊接技術運用現況與走向范文

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隨著改革開放進程的不斷深入,人們的物質生活水平穩(wěn)步提升,良好的生活環(huán)境使人們對便利的出行工具有了更深層次的追求,因此汽車需求量與總產量在我國實現了逐年的穩(wěn)步提升。2010年我國汽車總產量已達1826萬輛,蟬聯全球第一。隨著吉利汽車全面收購沃爾沃成功之戰(zhàn)的打響,我國已躋身于世界第四大汽車生產與消費大國。由此不難看出,汽車工業(yè)的快速發(fā)展呈現出一片欣欣向榮的態(tài)勢,同時也對汽車生產的各個工藝提出了更高的要求,其中焊接工藝由于顯著體現了汽車的各項性能標準,因此其如何適應我國汽車市場格局的變化,如何創(chuàng)新的發(fā)展成為目前汽車工業(yè)生產面臨的首要問題。

1焊接材料與焊接設備的科學應用

汽車行業(yè)中常用的焊接材料主要有焊條、焊絲、SnPb、CuZnMe等。各類電焊條主要用于手工電弧焊操作,具有靈活、使用便利等特性。藥芯焊絲則主要用于氣保護焊操作,具有焊接強度高、適應強鋼焊接的特性。SnPb適用于釬焊、釬涂的應用對象,主要用于換熱器焊接等。CuZnMe則用于鋼構件釬焊,具有焊接成本低、焊接效果好等特點。焊接設備的科學應用是促進焊接工藝高水平發(fā)揮、焊接材料高效服務的保證,同時也是各個焊接工藝、材料及焊接對象有機統一的橋梁與紐帶。因此實現焊接設備的高度統一與通用服務可以有效的減化各工藝環(huán)節(jié)的復雜銜接過程,便利生產的各項操作與管理。

2汽車工業(yè)焊接工藝的應用現狀及點焊工藝的創(chuàng)新發(fā)展

2.1焊接工藝的應用現狀

焊接工藝是汽車制造中較為關鍵的一項技術,其與汽車沖壓、涂裝及整體車輛的總成裝配并稱為汽車工業(yè)制造中的四大技術支柱。焊接工程涉足了生產工藝、機械制造、設備選用、材料管理、現場控制、計算機科學應用等眾多學科,是一種跨越式發(fā)展、集成性能強的綜合技術。汽車工業(yè)制造的全過程包括六大總成,分別是汽車框架、汽車車身、整體車廂、內部發(fā)動機、動力變速箱與車橋。而在這六大總成中,焊接技術的應用無處不在,包含了各類焊接工藝、豐富的焊接技術與焊接方法,因此可以說焊接工藝的科學應用在整車生產制造中擔負著不可替代的重要作用?；诤附庸こ讨械膲毫浮㈦娀『浮⑩F焊、切割焊等連接原理,我們可將焊接工程的工藝分為點焊、縫焊、凸焊、對焊、摩擦焊、手工電弧焊、氬弧焊、激光焊、火焰焊、高頻焊、等離子焊等。

2.2點焊工藝的創(chuàng)新發(fā)展

2.2.1鎂合金薄板點焊工藝

鎂合金材料具有傳熱性能好、電導性能強勁的特點,其熱傳導系數比鋼、鋁等金屬均大出許多,因此利用鎂合金進行電阻點焊時應使用較大的焊接電流,當電流經過工件時其產生的電阻熱會大量融化母材金屬,并在較大的壓力之下形成焊點連接。由上述點焊的過程我們不難看出,鎂合金薄板點焊主要包括焊接電流、時間及壓力電極等三大要素,而其工藝則主要包括一般點焊與墊片附件工藝點焊兩類。一般點焊不再熬述,后者的點焊工藝主要是在鎂合金與銅電極兩者中間設置尺寸一定、材料特定的工藝墊片,該工藝具有焊點面積大、直徑大,接頭易貫穿工件始終的特點,同時由于焊點較大,也易產生面積較大的空洞,這是由對接頭的拉剪力不平衡造成的,我們可以采用適當增大電流下降的時間來解決這一現象。

2.2.2SPCC鋼與NdFeB永磁體的激光點焊

NdFeB稀土永磁材料是一種新型的復合材料,具有性能優(yōu)越的磁能及環(huán)保性,因此在電子與汽車工業(yè)中得到了廣泛的應用。同時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狀我們必須將其與一些剛性的材料進行保護連接,從而使點焊的工藝形成良好的焊接效果。SPCC鋼與NdFeB永磁體的激光點焊過程主要采用UnitekMiyachiLW50A型脈沖Nd并采用YAG激光器作為激光點焊設備,可將最大脈沖能量設置為50J,并將最高峰值的功率控制在5千瓦,同時采用固定搭接的方式,首先將裝夾固定,而后采用激光器發(fā)射激光照射實現連接的過程。照射結束后還應對焊接形成的接頭進行必要的磨制與拋光,可利用濃度為百分之四的硝酸酒精進行多余部位的腐蝕處理,并利用高效的電鏡掃描儀器進行對接外觀的勘察,測量其接頭的硬度變化是否合理。提出可行性的接頭強度處理建議。

3激光焊接技術的全面發(fā)展

激光焊接技術主要通過強度較高的激光照射作用使汽車材料表面通過熱能的吸收發(fā)生融化蒸發(fā),并沿著規(guī)定的方向形成標準焊縫,從而達到焊接汽車制造部件的目的。激光焊接的主要方式包括脈沖焊接及連續(xù)激光焊接等。脈沖激光焊接主要用于質料較輕薄的材料焊接及定位單點式的固定連續(xù)焊接,而后者則適用于質料板材較厚的切割及焊接。在車身的制造工藝中主要采取后一種方式進行焊接,其基本形式主要包括初步照射、深層融化、形成體積熔池的傳熱式融化焊接及深穿入式的融化焊接。后者在照射較密集、功率較大的激光束之下形成吸入激光的氣化反應,并產生較大的蒸汽壓力,使金屬逐步融化并在蒸汽壓力作用之下形成深入凹坑并最終穿入另一個工件。在激光光速的進一步移動之下,在凹坑周圍融化的金屬會回流入凹坑中在凝固冷卻的作用之下實現緊密的連接并最終達到良好的焊接效果?？傊す夂附蛹夹g具有非接觸性焊接帶來的無磨損特點,同時具有加工焊接的效率較高、殘余應力較低、噪音較小、環(huán)境污染較低的充分優(yōu)勢,因此必將進一步得到全面的應用與創(chuàng)新的發(fā)展。

4焊接工藝的自動化發(fā)展

我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展使自動化的管理理念在汽車生產的各項工藝中得到了全面的應用,例如以自動化控制技術為主的電源焊接、專機焊接及機器人焊接等。由此不難看出,提升焊接設備性能是與自動化控制技術的發(fā)展密不可分的。同時,高效的自動化控制又離不開計算機技術的科學扶植,可以說計算機系統的全面應用是自動化控制技術的發(fā)展,是數值模擬焊接、群控焊接的延伸。隨著信息化時代的到來,網絡技術、計算機技術在焊接生產中創(chuàng)新應用,并卓有成效。例如現場總線系統控制、基于網絡的焊接自動化系統控制等。汽車制造業(yè)具有生產品種眾多、生產柔性化、小型批量生產的特點,而焊接機器人的全面應用則正好能夠滿足這些現實特點,因此在新型汽車的生產線中,大力深化焊接機器人的應用投入是科學的必然趨勢。同時焊縫跟蹤技術的發(fā)展、遠程編程技術在汽車工業(yè)生產中的創(chuàng)新應用也是今后焊接工藝自動化發(fā)展的明確目標。

5結語

汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展給焊接技術工藝水平提出了更高的要求,在人們物質文化生活水平不斷提高的今天,汽車工業(yè)如何根據焊接技術的應用現狀作出迅速調整,充分體現焊接技術的重要作用與創(chuàng)新特點,最重要的就是焊接技術應突破傳統觀念,通過自主創(chuàng)新、深化研究、完善管理從而堅定的向著自動化、一體化、現代化的發(fā)展前景不斷提升。