談汽車工業(yè)焊接技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展范文

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摘要：汽車制造基本需要經(jīng)過(guò)沖壓、焊接、噴涂、總裝等環(huán)節(jié)，才可將鋼板制造成汽車。在汽車制造過(guò)程中采用的技術(shù)不同，汽車的生產(chǎn)品質(zhì)會(huì)有所區(qū)別，采用先進(jìn)的汽車焊接技術(shù)可以提高汽車的可靠性。為此本文主要分析了目前汽車工業(yè)的焊接技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)汽車焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：汽車工業(yè)；焊接技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

1引言

汽車的車身焊接在汽車工業(yè)中占有重要地位，隨著車身焊接技術(shù)的發(fā)展和新型汽車焊接技術(shù)在焊接生產(chǎn)線中的應(yīng)用，汽車車身焊接的質(zhì)量和生產(chǎn)效率都得到了明顯的提高。由于汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)汽車車身焊接提出更高的要求。汽車白車身作為汽車的主要組成部分，是整個(gè)汽車的其他零部件載體。汽車的焊裝生產(chǎn)線是指汽車白車身全部成型的工位，它的用途是通過(guò)工裝夾具定位、夾緊、使用電阻焊技術(shù)或激光焊接技術(shù)等焊接技術(shù)，將前道工序的沖壓件加工成符合工藝尺寸精度和焊接強(qiáng)度的白車[1]。焊接質(zhì)量的好壞直接影響著整車的質(zhì)量、性能、安全性及生產(chǎn)率，本文對(duì)汽車工業(yè)的焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

2汽車工業(yè)的焊接技術(shù)現(xiàn)狀

汽車制造的基本過(guò)程為首先通過(guò)沖壓車間的沖床等設(shè)備和沖壓模具將鋼卷沖壓出組成車身的各式各樣的鈑金件（如五門一蓋、葉子板、頂蓬等等），緊接著各鈑金件送往焊裝車間進(jìn)行車身組立，這里所用的到設(shè)備主要是焊槍、治具等，隨著工業(yè)科技的發(fā)展越來(lái)越多的人工點(diǎn)焊作業(yè)將被robot所取代，組立完車身被送到涂裝，涂裝是一家汽車制造廠核心技術(shù)的聚集地，那一般涂裝都至少要進(jìn)行三次噴涂，第一層主要是ED層用于防銹，其他兩層主要是用來(lái)美觀。涂裝結(jié)束后就到最后一站總裝站，總裝主要是將汽車上各種配件裝配在車身上，如發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱懸架輪胎等[2]。總裝結(jié)束后一輛車基本上就生產(chǎn)結(jié)束，但總裝后的車一定要經(jīng)過(guò)一些嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試，只有通過(guò)測(cè)試的車，才能最終被送到客戶手中。為了滿足汽車行業(yè)“節(jié)能環(huán)保、安全性、輕量化”發(fā)展趨勢(shì)，鍍鋅鋼，高強(qiáng)度鋼，鋁合金，鎂合金等新材料在汽車車身制造中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的車身焊接技術(shù)，主要基于工頻電阻焊，并輔以MAG或CO2氣體保護(hù)焊，已難以滿足新材料的焊接工藝要求。為此，各種先進(jìn)的焊接技術(shù)越來(lái)越多地用于汽車制造。中頻電阻焊目前，國(guó)內(nèi)外主流汽車制造商的汽車車身焊接仍以電阻點(diǎn)焊為主。傳統(tǒng)的工頻電阻點(diǎn)焊設(shè)備的使用容易出現(xiàn)諸如焊接飛濺，焊接毛刺，工件和電極粘附以及大電極消耗的問(wèn)題。中頻電阻焊接由于其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，控制精度高，焊接電流紋波小，集中加熱，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，在當(dāng)前汽車焊接技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。

3汽車工業(yè)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

汽車行業(yè)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾類：一是激光焊接。激光焊接使用激光輻射來(lái)加熱待處理的表面，并且表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)在內(nèi)部擴(kuò)散。使工件熔化，形成特定的熔池。激光焊接可以通過(guò)連續(xù)或脈沖激光束實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)熱焊接的功率密度小于10～10W/cm。當(dāng)功率密度大于10～10W/cm時(shí)，金屬表面在熱作用下凹入“孔”，形成深熔焊，具有焊接速度快，縱橫比大的特點(diǎn)。激光焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車，船舶，飛機(jī)，高速鐵路等高精度制造領(lǐng)域，為人們的生活質(zhì)量帶來(lái)了顯著的提升，引領(lǐng)家電業(yè)進(jìn)入精密時(shí)代。特別是在汽車制造中的無(wú)縫焊接技術(shù)，大大提高了車身整體性和穩(wěn)定性之后，先進(jìn)的激光技術(shù)可以為人民的生活帶來(lái)巨大的改變。二是激光復(fù)合焊接。激光混合焊接是激光束焊接和MIG焊接技術(shù)的結(jié)合。激光復(fù)合焊的優(yōu)點(diǎn)是：速度快，熱變形小，熱影響區(qū)域小，保證焊縫的金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。除了汽車鈑金零件的焊接外，激光混合焊接也適用于許多其他應(yīng)用。例如，該技術(shù)應(yīng)用于混凝土泵和移動(dòng)式起重機(jī)臂的生產(chǎn)，這需要高強(qiáng)度鋼加工。由于需要其他輔助工藝（如預(yù)熱），傳統(tǒng)技術(shù)往往會(huì)增加成本。此外，該技術(shù)還可以應(yīng)用于軌道車輛和傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)（例如橋梁，燃料箱等）的制造。三是攪拌摩擦焊。摩擦攪拌焊接使用摩擦熱和塑性變形熱作為焊接熱源。摩擦攪拌焊接過(guò)程包括突出到工件接頭中的圓柱或其他形狀（例如螺紋圓柱）。通過(guò)焊頭的高速旋轉(zhuǎn)，它摩擦焊接工件的材料，從而軟化接頭處的材料的溫度。摩擦攪拌焊接在焊接過(guò)程中，工件剛性固定在背墊上，焊頭高速旋轉(zhuǎn)，沿工件邊緣的接頭相對(duì)于工件移動(dòng)。

焊頭的突出部分突出到用于摩擦和攪動(dòng)的材料中，并且焊頭的肩部摩擦工件的表面以產(chǎn)生熱量。它還用于防止塑料材料溢出并去除表面氧化膜。在摩擦攪拌焊接結(jié)束時(shí)，在末端留下鑰匙孔。通常可以通過(guò)其他焊接方法切割或密封鎖孔。此外，攪拌摩擦焊可以實(shí)現(xiàn)金屬，陶瓷，塑料等異種材料之間的焊接。摩擦攪拌焊接質(zhì)量高，不易產(chǎn)生缺陷，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，效率高。四是電子束焊接。電子束焊接是一種通過(guò)加速和聚焦電子束轟擊由置于真空或非真空中的焊件產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法。電子束焊接具有無(wú)焊條，無(wú)氧化，工藝重復(fù)性好，熱變形小的優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于航空航天，原子能，國(guó)防和軍事，汽車和電氣儀表等許多行業(yè)。五是超聲波金屬焊接。超聲波金屬焊接是利用超聲波頻率的機(jī)械振動(dòng)能量連接相同金屬或異種金屬的特殊方法。當(dāng)金屬超聲波焊接時(shí)，既不向工件供應(yīng)電流，也不向工件施加高溫?zé)嵩矗陟o壓下，框架振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為摩擦力，變形能量和有限的溫升。接頭之間的冶金結(jié)合是在沒(méi)有基材熔化的情況下實(shí)現(xiàn)的固態(tài)焊接。該方法有效克服了電阻焊過(guò)程中產(chǎn)生的飛濺和氧化現(xiàn)象，超聲波金屬焊接機(jī)可用于銅，單點(diǎn)焊接，多點(diǎn)焊接和短條帶焊接長(zhǎng)絲或有色金屬板材如銀，鋁和鎳。可廣泛用于晶閘管引線，保險(xiǎn)絲片，電引線，鋰電池極片，標(biāo)簽焊接。超聲波金屬焊接使用高頻振動(dòng)波傳遞到待焊接的金屬表面，并且在壓力下，兩個(gè)金屬表面相互摩擦以在分子層之間形成熔合。超聲波金屬焊接具有快速，節(jié)能，熔合強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好，無(wú)火花，近冷加工等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是焊接的金屬部件不應(yīng)太厚（通常小于或等于5毫米），焊點(diǎn)不應(yīng)太大，并且需要壓力。六是閃光對(duì)焊。閃光對(duì)焊的原理是使用對(duì)接焊機(jī)使兩端的金屬通過(guò)低電壓和高電流接觸，在將金屬加熱到一定溫度并軟化之后，進(jìn)行軸向加壓鐓粗以形成對(duì)接焊接接頭。兩個(gè)焊件未接觸前被兩個(gè)夾鉗電極夾緊并連接電源，移動(dòng)可動(dòng)夾具，兩焊件端面輕輕接觸即通電加熱，接觸點(diǎn)因加熱形成液態(tài)金屬發(fā)生爆破，噴射火花形成閃光，連續(xù)移動(dòng)可動(dòng)夾具，連續(xù)發(fā)生閃光，焊件兩端獲得加熱，達(dá)到一定溫度后，擠壓倆工件端面，切斷焊接電源，牢固的焊接在一起。利用電阻加熱焊件接頭使接觸點(diǎn)產(chǎn)生閃光，熔化焊件端面金屬，迅速施加頂端力完成焊接。

4結(jié)論

未來(lái)，汽車行業(yè)將朝著節(jié)能，安全，舒適，低碳和環(huán)保的方向多元化，如鋁合金材料，高強(qiáng)度鋼和復(fù)合材料等新材料的制造此外結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)、分區(qū)熱處理等新工藝的應(yīng)用也日益廣泛。現(xiàn)代汽車焊接技術(shù)對(duì)焊接工藝和設(shè)備提出了新的要求，積極發(fā)展并采用新型汽車焊接技術(shù)可提高汽車工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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[2]李偉，陸玉嬌，周楊智.冷金屬過(guò)渡焊接技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用[J].低碳世界，2018（1）：55-56.

[3]王宇峰.汽車車身焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（13）：48-48.

作者：蔡彧 單位：遼寧省沈陽(yáng)市華晨寶馬汽車有限公司