汽車產業中焊接自動化技術的現狀以及發展研究

宋新杰 郭耀周

【摘 要】焊接是現代機械制造業必備的工藝方法，已廣泛地應用于汽車制造中，汽車的發動機、變速器、車橋、車架、車身、車廂等六大總成都離不開焊接技術。本文論述了近年來國內汽車行業的發展現狀及產品特點，高速的行業發展對焊接工藝提出了更高的要求，尤其是對自動化焊接方法的需求越來越高，焊接自動化技術的發展成為各汽車制造廠廣泛關注和研究的課題。

【關鍵詞】汽車產業；焊接自動化技術；現狀；發展

引言

在當前信息技術不斷發展和進步的背景下，汽車行業所采用的焊接技術也在自動化技術輔助下取得良好的成就，同時這也很好地推進汽車行業的發展，為我國汽車生產發展帶來良好的技術支持。在這些良好的技術輔助下，汽車行業的發展取得良好的效果，為今后汽車生產逐漸走向高效化以及智能化方向奠定良好基礎。在本文中結合當前汽車行業對焊接自動化技術的運用情況展望該技術今后的發展方向。

1、我國焊接自動化技術發展的現狀分析

首先，出現了CO2高效化、節能化的焊機和埋弧焊機，這兩種機器在工業生產過程中發揮了重要的作用。其次，自動化調節焊接參數的智能型逆變焊機的出現，已經讓手弧焊機以及普通的晶閘管焊機遭到淘汰，這種焊機的優勢是操作上比較簡單并且方便，智能化程度越來越高，符合當今時代焊機的發展趨勢。在汽車制造業上、輪船制造業以及工程機械加工業上都使用了自動化的焊接技術，另外焊接機器人也得到了廣泛的應用，很大程度上提升了焊接的質量以及多種工作效率的提升。

其次，先進技術代表焊接機器人使得自動化的裝備發展進入一個新的節點，同時該焊接方式的運用也逐漸提升該技術在市場中的份額。但是我們還必須清晰意識到一個問題，當前焊接的自動化水平仍然和發達國家之間存在差異性，出現不平衡發展的問題，集中表現為：焊機進入自動化的控制和智能化的控制有較大進步空間，將集成網絡與機器人焊接之間的融合也可以得到優化。氣體保護焊機的誕生。這種焊機主要在華北以及東北和南方等地，生產的廠家也集中在唐山松下產業機器公司、南通公司以及黑龍江省牡丹江歐弟焊接機器有限公司。另外上海通用電焊機制造有限公司和天津市的電焊總廠也生產了這類的機器。先進的生產工藝是保障電焊機檢測以及生產順利進行的前提條件，我國在此方面的生產能力正在逐步的提升了增加。

最后，國內企業專業技術人員匱乏、很多技術都要依靠國外，而為了產量和效益，急需上高度自動化的生產線，這些都是國內汽車行業面臨的不利于焊接技術發展和應用的現狀。應用新技術，需要一個積累、沉淀的過程，需要有足夠的底蘊。國內汽車行業自動化焊接技術的發展還有較長的一段路要走。

2、焊接自動化的發展趨勢

2.1、走向柔性化的發展方向

焊接自動化研究過程中，更加注重對各種光、電、機器等方面的融合和運用，只有相互之間的結合才能讓焊接向著更加精確化和柔性化的方向發展，才能讓焊接更好的利用在多種領域當中。由于我國微電子技術的發展以及焊接水平的不斷提升，讓數控焊接實現柔性化水平已經成為一項追求，更加符合自動化的規劃路徑，也更加有利于校正軌跡的發展，對于焊接控制自動化以及熔深功能的優化有極大的促進作用[4]。另外，發展焊接自動化技術，需要從兩個角度去分析，一方面是可持續發展的觀念；另一方面是環境保護的觀念。焊接行業的可持續發展是形式的必然選擇，更是發展焊接戰略的長遠打算所在。在焊接方面推廣清潔化生產，一些高溫的情況、噪聲情況、弧光以及有害氣體等等都會對環境產生危害，因此要在發展焊接自動化生產以及裝備上進行分析和研究，以此實現焊接生產過程的自動化和智能化。在焊接自動化技術發展過程中，需要有效的利用外部的有利條件，引進一些先進國家的制造技術，這樣才能獲得最大的效益。同時技術引進的重點還要在創新上，讓焊接自動化系統不斷的處于更新換代之中，讓焊接自動化技術有自己的產權，進而成為一項系統的工程，在輔助程序以及綜合化生產方面實現自動化。

2.2、焊接過程的智能化程度越來越高

焊接過程主要體現在系統的控制上，這是焊接自動化發展的主要問題和方向之一，更是未來研究的主要方向，因此相關科研專家應該在這方面進行多向性的研究，包含對線性以及多種非線性的控制。特別是焊接過程中對于一些模糊性的控制、相關神經網絡的控制和焊接系統的研究。自動化和智能化程度的提升能夠讓我國的焊接進入一個新的發展空間，在汽車以及航空制造上也有突出性的進步。

2.3、計算機和信息技術是必要基礎

隨著計算機和信息技術的工業應用，促進了傳統的焊接生產向“精量化”的制造方式轉變。基于虛擬現實建模的機器人焊接過程仿真技術提供了關于工件、夾具和機器人焊槍姿態的三維信息，已大量地應用于焊接過程策劃、工藝參數優化及焊接夾具設計等各個環節。對加快焊接程序的編制、縮短現場調試時間及焊接過程位置信息的準確獲取具有重要應用價值。同時，仿真技術也運用于焊縫質量的評估及焊后的應力與變形預測。在新車型設計階段，還可以對多種材料的連接方式及疲勞性能、沖擊性能等進行綜合考慮，通過對接頭的仿真做出適用性評價。以計算機和信息技術為平臺的焊接生產過程信息系統對汽車焊接生產過程的質量分析和優化、企業的管理和決策有著非常重要的意義。

2.4、減少環境污染

為了可以更好地提升焊接自動化發展的綜合效率，人們還需要注重今后焊接發展的環保性以及可持續發展性。焊接行業要得到長久的發展，可持續發展已經成為一個必然選擇，因此，在今后的發展過程中，焊接方面需要大力度推廣一些清潔化的生產工藝，尤其是針對噪聲情況、高溫情況、有害氣體和弧光等給環境帶來的不良影響，都需要在焊接生產中給予減少甚至消除。此外，自動化技術的發展還需要積極利用其他外部良好的條件，如積極總結發展經驗，或者是向其他國家學習等，在引進技術方面注重創新，一方面使得焊接自動化的系統可以得到不斷更新換代，另一方面逐漸培養本國焊接自動化技術產權，充分保障工業發展。

2.5、輕便組合式智能自動焊機的發展

近年來，國內的汽車制造廠都非常重視焊接的自動化。一些轎車焊裝生產線的自動化率達80%以上。各條線都由可編程邏輯控制器（PLC）控制，自動完成工件的傳送和焊接。機器人的動作采用點到點的序步軌跡，具有很高的焊接自動化水平。既改善了工作條件，又提高了產品質量和生產率，同時降低了材料消耗。當今，我國的焊接技術正在新的起點上向著自動化、信息化、智能化方向快速前行。但從整體水平來說，與先進國家的同行業相比，焊接技術水平尚有較大的差距。

結束語

通過上述分析可知，焊接技術在當前的汽車行業已經得到十分廣泛的運用，不僅很好地提升汽車行業的綜合實力，而且也可以更好地推進汽車行業逐漸在自動化方向中取得良好的進步。在今后的發展過程中，焊接技術還可以逐漸展示出系統之間的集成化效果，讓信息技術和焊接技術可以很好地結合起來，在相互促進中更好地為我國工業發展帶來良好的幫助。

參考文獻：

[1] 谷峰.壓力容器焊接自動化技術的現狀與發展[J].化工管理，2014（08）：127.

[2] 王治富.汽車行業焊接自動化現狀及發展趨勢[J].汽車工藝與材料，2012（05）：11-13+18.

[3] 焊接自動化[J].現代制造，2004（11）：14-17.

[4] 佟欣.中國焊接自動化技術現狀與展望[J].現代制造，2002（18）：30-32.

[5] 王彬.我國焊接自動化技術的現狀與發展趨勢[J].電焊機，2001（06）：3-7.

（作者單位：長城汽車股份有限公司）