基于實例對汽車零部件焊接工藝要求的探討

朱文

摘要：隨著當前經濟的不斷增長，汽車制造業占據著國民經濟增長的重要地位。在汽車制造生產中，汽車零部件焊接質量直接影響著汽車的整體質量。本文主要通過實例對汽車零部件焊接工藝要求進行探討分析。

關鍵詞：汽車；零部件；焊接

一、汽車零部件和焊接的概述

通常，汽車車身主要由內覆蓋件和外覆蓋件以及骨架件組成，覆蓋件則由鋼板制作，骨架件也是由薄板件制作，為了殼體具有一定的剛性和造型美觀，要求組成車身的零件通常是經過拉延成型的空間曲面體，結構形狀相當復雜。由于汽車車身的零部件都是由薄板制作而成，經過成型的薄板沖壓件有一定的剛性，而且單個大型沖壓件容易變形，與機械加工件相比，剛性要差得多，只有焊接成車身殼體后，才具有較強的剛度。

當前，我國汽車工業發展過程中對于汽車的零部件加工和生產的質量管理制度以及技術保證措施是比較健全的，結合汽車車身零部件的特點，在汽車焊接時應該依據部件的特點進行焊接工藝選擇。在汽車零部件的制造中，點焊、凸焊、縫焊、滾點焊、焊條電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、釬焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中，由于點焊、氣體保護焊、釬焊具有生產量大、自動化程度高、高速、低耗、易操作的特點，適合汽車車身薄板覆蓋零部件的焊接，因此在汽車生產中應用最多。

二、汽車車身零部件焊接的要求分析

汽車工業中，焊接是汽車車身制造中的一個關鍵環節，起著承上啟下的特殊作用。同時，由于汽車產品的車型眾多、成型結構復雜，汽車車身零部件生產逐漸趨于專業化和標準化以及汽車制造在質量、效率和成本等方面的綜合要求，都決定了汽車焊接加工是一個多學科、跨領域和技術集成性較強的生產過程。因此，在選擇焊接工藝時要考慮汽車零部件的特點，依據其特點制定焊接的工藝，保證汽車的焊接質量和裝配順利的進行。

由于汽車總成焊接裝配的零件有眾多，為了焊接和裝配工藝能夠順利的進行，應該采用夾具進行焊接，車身前圍焊裝夾具大都以在曲面上經過整形的平臺、拉延和壓彎成型的臺階、外部邊緣、裝配用孔以及沖壓件的曲面外型和工藝孔定位。對質量較好的零部件定位件按坐標標注尺寸，標注公差車身沖壓件裝配后，使用電阻焊接，工件不受扭轉力矩，當工件的重力與點焊時加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形。

汽車裝配件通過裝配定位使焊接零件在夾具中形成一個剛性型腔，并且能夠保持在相應的坐標系中，以抵抗沖壓件在裝配搭接上所產生的變形。汽車裝配件在通過點焊時，要克服焊接變形力和機械沖擊力。焊接車身零部件在車中各部分所起的作用不同，其焊接精度也不盡相同，定位部件應有較高的焊接精度，夾緊部件、底座則應有足夠強度和剛度。因此，汽車車身的零部件的作用不同，對于焊接的要求也是不同的。

三、實例分析

某汽車配件是公司的主要產品之一。在傳統工藝中，這類零件的加工主要是點焊、鉚接和二氧化碳氣體保護焊。在多次生產中，二氧化碳氣體保護焊鍍鋅總是不能電鍍或黑色斑點等缺陷，于是進行了許多工藝改進，增加了除渣工藝，雖然電鍍后的焊縫效果有所改善，但零件的外觀有所改善。添加新工序后嚴重耗費人力工時，并滯后生產進度。針對這種情況，研究構件技術勢在必行。

（一）工藝分析

1.材料化學成分及力學性能分析

部件組成材料主要包括圓鋼絲A、鋼板B。其中，A材料為中碳鋼，錳含量較高，力學性能良好；B材料為低碳鋼，塑性較好。

2.材料焊接性分析

材料B為低碳鋼板，含碳量較少，其它合金元素較少，具有良好的焊接性。一般來說，沒有特殊的工藝措施，可以獲得高質量的焊接接頭。此外，低碳鋼適用于各種焊接方法的焊接。材料A為中碳鋼棒材，含碳量高，焊接性差。預熱可降低冷卻速度，減少焊縫附近的硬化傾向，提高焊接接頭的塑性，降低焊接殘余應力。

3.選擇合適焊接工藝

根據公司生產實力，優選用電阻焊代替二氧化碳氣體保護焊。首先，分析零件結構。材料A為中7.2毫米，材料B厚度2毫米。若采用點焊方式，由于這兩種焊接件材料不同，厚度不等，焊接熔核將不對稱于其交界面，而是向厚度大，導熱、導電性能差的一側偏移，偏移的結果將使鎖板焊透率減小，焊點強度降低。

（二）試驗論證

1.夾具、電極設計，根據圖樣要求，設計焊接夾具一套，上下電極各一副。

2.焊前準備，首先，取待焊件若干件，要求過量具合格，外觀合格。其次，對部分零件進行壓包處理。考慮到待焊面為圓弧面，而常規圓球形及圓錐形凸點不利于接觸定位，故改為長形凸點，變成線接觸，以增加熔核尺寸，提高焊點強度。最后，對所有試驗件進行表面清理，去油污、銹跡，并對所有試驗件進行編號。

3.確定焊接參數，試驗采用凸焊機，主要焊接參數：壓力、行程時間、預壓周數、加壓周數、焊接周數、熱量調節量、維持時間及次級空載電壓。

4.試制樣件調整合適參數，進行試驗，試制凸焊、點焊樣件。

5.撕破試驗，撕破試驗是檢驗焊點的最常用方法，操作簡單，效果明顯。首先，撕破試驗是用外力撕開焊縫，優質焊點的標志：在撕開試樣的一片上有圓孔，另一片上有圓凸臺。其次，試驗工具有虎頭鉗、撕破鍬和錘子。最后，結論是凸焊樣件經多次錘擊仍無法撕破，點焊樣件錘擊后B材料有明顯撕破痕跡，A材料上有明顯凸臺，在特定沖擊范圍內，凸焊樣件焊接接頭牢固可靠。

（三）結論

通過對該部件的工藝研究，發現該部件采用凸焊技術成形是可行的。

1.凸焊作為電阻焊中的一種，也是點焊的一種變形。在相同的技術條件下，凸焊在處理焊縫熔核偏移等問題上更具優勢。由于電流密度集于凸點，電流密度大，故可用較小的電流進行焊接，并能可靠地形成較小的熔核。

2.在一個焊接循環內可同時焊接多個焊點。不僅生產率高，而且沒有分流影響。原采用二氧化碳氣體保護焊生產速度為200個/h，現采用凸焊方法生產速度可以達到500個/h。

3.二氧化碳保護焊焊縫外觀較差，凸焊焊縫整齊，完全避免了焊縫外觀問題。在一定范圍內，凸焊焊縫強度能達到相應標準。

四、結束語

總之，伴隨汽車工業制造水平的不斷發展，對焊接工藝提出了更高的要求。加強零部件焊接工藝技術的研究，對我國汽車制造行業的發展有著重要意義。因此，在汽車零部件的后續加工中，要加強焊接工藝技術水平的提高，促進汽車制造業的發展。