試論汽車車身的焊接新技術及應用

胥磊

摘 要:在汽車制造工業中,按照汽車的車身不同,需要的零部件不同以及安裝技術的要求不同等,就需要采用多樣化的新型焊接技術?；诖?本文主要對汽車車身的焊接新技術及應用進行了探討。

關鍵詞:汽車車身焊接新技術應用

中圖分類號:U284 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0064-01

1 新型的電阻焊技術

1.1 中頻電阻焊

在中頻電阻焊中,它的控制電源是三相交流電經過整流電路后變成脈動直流電的過程,然后通過由功率開關器件組合而成的逆變電路轉變為中頻方,再與變壓器進行連接,經過變壓器的降壓后通過整流電路變成脈動電流,將電流以直流電的形式供給電極,最后進行焊接工作。

在進行生產車身的零部件時,主要用到的設備是能夠提供固定式的大功率中頻電阻焊,可以對車身的零部件進行凸焊或者多頭點凸焊等。例如成焊寶瑪曾給神龍提供了次級整流方式和以中頻電源為主的專用凸焊專機,這種專機的容量從以前的200kVA降低為40kVA,大大提高了焊接的質量。

在進行裝焊車身的生產過程中,在懸掛式電焊鉗以及機器人電焊鉗上會用到中頻電阻焊。近幾年來,中頻電焊已經被廣泛應用到鍍鋅鋼板和高強度鋼板的焊接上面。例如在大眾、寶來等生產線上會做出如下規定:凡是進行焊接高強度鋼板或者鍍鋅鋼板時都必須應用中頻電焊技術。上海和煙臺則通用景程生產線進行側圍焊接,由于長期以來焊接的質量不過關,因此采用中頻電焊技術在A柱部位進行焊接。而其他的一些汽車公司相繼采用中頻點焊技術也取得了比較不錯的成效。

為了能夠在車身焊接這一生產線上提高機器人的點焊質量、降低機器人抓舉過程中的承載的負荷,因此廣泛的使用了機器人中頻點焊工藝。

1.2 伺服點焊鉗

目前伺服點焊鉗已經成為點焊技術里的一個新技術。經由伺服電機或者是伺服氣缸來規劃焊接的具體行程和焊接壓力。伺服控制器既可以充當焊接機器人里的一部分控制系統,也可以當作單獨的伺服控制器,通過它來讓焊接壓力經由反饋傳感器生成可編程的伺服加壓系統,這個過程可以為整個焊接過程中需要的動態焊接壓力提供保證,產生最合適的電極壓力。相對于常規的加壓系統來說,伺服焊鉗在進行加壓時可以高出常規的五倍之多,并且能夠對壓饋等原因造成的壓力波動進行自動的補償,在進行強頂鍛壓力的焊接鋼材過程中能夠很好的滿足其需求。而且還能夠在高強度鋼板、不同厚度以及層數的工件進行點焊時提高其點焊質量。

如果將機器人伺服點焊技術和中頻電阻焊技術相結合,往往會將其最大的優越性發揮出來。

1.3 一體式點焊鉗

將焊接變壓器和點焊鉗合為一體之后就形成了一體式點焊鉗。它的最大優勢就是將變壓器集中于焊鉗內部,有效的縮短了焊接過程中的二次回路現象,并且減少了電能的消耗,同時降低了對電源容量的需求,對節能也有很好的幫助。

一體式點焊鉗已經在機器人焊接的領域內得到了充分應用。隨著引進多種車身的新材料以及對焊接質量要求的不斷提高,在焊接機器人生產線上已經廣泛的應用了伺服中頻點焊鉗。

在國內的很多汽車制造廠里,已經廣泛應用了懸掛式的一體式點焊鉗,這種方式是手工操作的,可以保障操作者的安全,操作過程也很方便,可以有效達到節能的目的。例如在上海大眾POLO車的焊接生產線上,一體式點焊鉗已經得到了全部的應用。但是由于使用一體式點焊鉗的成本很高,還有很多汽車制造公司沒有完全采用,只有在一些分體式焊鉗無法操作的情況下才使用。

2 激光焊接技術

2.1 激光焊接的幾個種類

(1)激光熔焊:在進行汽車車身的制造過程中,通常采用的是對接焊技術和搭接焊技術,在車身零件沒有進行沖壓成型時,對于不同厚度和材質的鋼板進行拼接用的就是對接焊技術,而搭接焊技術則是用于進行車身裝焊時的部件焊接,例如車門等的內板焊接。汽車底盤的零部件則使用其他的接頭形式。(2)激光釬焊:這種焊接的主要特點是在生成光滑表面的同時避免鋅鍍層的溶化,減少了腐蝕之后進行的一系列處理工序。正因為這一特點,激光釬焊在進行一些表面可見的接合時是非常有效的,例如車身的頂蓋和側圍之間的焊接,車門與后行李箱蓋之間的焊接等。(3)雙光束或者多光束激光焊接:這種焊接方式的提出起初是能夠保證獲得更大的溶深,焊接的過程更加穩定以及更好的進行焊縫成形,焊接過程主要是將兩臺或者兩臺以上激光器同時輸出的激光光束集中的同一個位置上,加大激光的總能量。這種技術主要是用在中厚度的零部件焊接上。

2.2 激光焊接技術在汽車工業中的具體應用

(1)對汽車底盤的一些零部件進行激光焊接:我們都知道汽車的底盤是由數百種以上的零部件構成的,在進行不同厚度、種類以及等級的材料焊接時,可以利用激光焊接技術來將各種零件進行成形制作,以前無法完成的零部件的焊接通過激光焊接技術已經能夠得到很好的完成,對于汽車的靈活性也有一定程度的提高。(2)對車身沖壓件的拼焊:通過鋼板激光拼焊技術能夠把車身所需要的各種厚度和材質的鋼板進行拼焊制作成各種零部件,再經過剪切、下料以及激光拼焊后,最后進行沖壓成形,例如門檻、車門等的拼焊,利用這種方式能夠將車身結構制作更加合理,有效的減輕車身重量。(3)應用于車身裝焊這一生產線上的激光焊接技術:激光焊接技術是由計算機操控的,因此具備不錯的靈活力以及機動性,對于焊接車身內板構件過程中起到很好的作用,例如門板、儀表板等零部件的焊接。

3 等離子焊接技術

這種技術主要是在焊接過程中生成強有力的等離子束對材料進行充分的溶化,隨著等離子弧度的遷移,焊孔會逐漸閉合,將焊接對象的形變概率降低到最小程度,達到用肉眼無法辨別的程度。這種技術已經在其他領域得到過廣泛的應用了。

4 膠接點焊技術

點焊接頭由于受載會在焊點處產生較大的應力,雖然膠接的接頭具有很好的抗疲勞性,但是它的靜強度比較差,甚至接頭的性能會隨著膠層的老化進一步的降低。因此,為了將點焊接頭的抗疲勞性有效的提高,提出了一種能夠把電阻點焊與膠接進行復合的膠接點焊這一新工藝,在工件需要點焊的部位涂抹一些膠然后進行點焊。通過這種方式可以有效的增強膠焊接頭的靜強度,還能提高膠接接頭的抗疲勞性以及密封性等,并且提高了它的聲學性能。

這種新型的焊接技術主要用于鍍鋅鋼板以及鋁合金等的連接上,并且它在連接異種材料的過程中潛力很大,應用前景非常廣闊,甚至能夠實現現有的連接工藝還無法完成的連接技術。目前,在我國國內的汽車車身制造行業已經將膠焊技術進行了一定范圍的應用。據了解,目前日本已經利用全膠焊接技術生產出了小轎車。

5 結語

總之,在汽車工業生產的過程中,焊接已經成為了一項非常重要的流程,也是一個非常重要的加工手段,廣泛的應用于汽車的制造。而且對于新型的焊接技術進行更大的應用,會在節能、穩定等方面創造很大的效益,將會大大提高汽車車身的制造水平和質量。

參考文獻

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[2] 張曉勝.一汽轎車輕量化技術[A].2009年中國汽車工程學會制造分會年會論文集[C].安徽:中國汽車工程學會制造分會,2009.