現代焊接技術在汽車制造中的運用

戴斌

摘 要：在現代機械制造業之中，焊接作為一種必要的工藝方法，在汽車制造之中得到廣泛的應用。汽車的發動機、車橋、變速箱、車身、車架、車廂等總成都需要焊接技術應用的支持。所以，文章針對汽車制造中焊接技術的使用情況進行了分析，以便對后續的汽車制造有一定的借鑒價值。

關鍵詞：汽車;制造;焊接

中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）04-182-03

Application of modern welding technology in automobile manufacturing

Dai Bin

（ SUNGWOO HITECH?（YANCHENG）?co.，?LTD，?Jiangsu Yancheng 224005?）

Abstract：?In the modern machinery manufacturing industry，?welding as a necessary process，?has been widely used in automobile manufacturing. Automobile engine，?axle，?gearbox，?body，?frame，?carriage and other general chengdu need welding technology application support. Therefore，?this paper analyzes the application of welding technology in automobile manufac?-turing，?so as to provide some reference value for subsequent automobile manufacturing.

Keywords：?Automobile;?Manufacturing;?Welding

CLC NO.： U466??Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）04-182-03

前言

快速發展的汽車工業促使焊裝汽車車身的生產線不斷趨于全自動化，為盡可能追趕國際水平，在提高產量的基礎上應想辦法保證其制造質量。實施自動化生產一直以來都對零部件制造提出較高的精度要求，希望減小其焊接變形，同時保持清爽的外觀，因而焊接技術要求也越來越高。

1 汽車工業所用的焊接方法及零部件的應用情況

1.1 電阻焊

針對點焊，主要是在車門、底板、車身總成等方面加以使用;多點焊，主要是在車門、車身底板、行李箱蓋等方面使用;縫焊，主要是在減震器封頭、消聲器、油箱等方面使用;凸焊與滾凸焊，主要是在減震器閥桿、車身零部件、小支架、制動蹄等方面使用;對焊，主要是在刀具、鋼圈等方面使用。

1.2 電弧焊

氬弧焊，主要是在鋁合金零部件、機油盤等方面使用;CO₂保護焊，主要是在后橋、車廂、傳動軸、橫梁等方面使用;埋弧焊，主要是在天然氣汽車、法蘭、板橋套管等方面使用;焊條電弧焊，主要是在備胎架、支架等方面使用。

1.3 特種焊

電子束焊，主要用于后橋與齒輪等;摩擦焊，主要是在半軸、后橋、閥桿等方面使用;激光焊割，主要是在齒輪、車身底板等方面使用。

1.4 氧乙炔焊，一般在車身總成補焊之中使用

1.5 釬焊，一般是在硬質合金、鋼件、散熱器等焊接之中使用

2 汽車工業中焊接新技術的應用

2.1 電阻焊接技術

是通過要進行焊接的母材的接觸部位的電流流動，利用電阻發熱對焊接部位進行擠壓，短時間內通過高電流焊接。是通過接觸面的接觸電阻瞬間形成焊縫。通電后通過持續一定時間的加壓接合的焊接工藝。電阻焊有著它自身的優點和缺點：

優點：

作業速度快，適合大批量生產;不需要焊接棒，流量等;熱集中性較好，熱損失較少;因加壓作用，接合更緊密;不要求操作者熟練操作;因熱變形或殘余應力，氧化現象較少。

缺點：

很難實施適當的非破壞檢查;對焊接部位的位置和形狀等影響較大;易受材料、材質及材料厚度等焊接材料的影響

其中，最具有代表性的是點焊。在開展電焊時，主要是利用材料上下電極來對正加壓，讓工件能夠緊密的接觸，然后通電，由于工件之間接觸位置電阻較大，加熱會迅速升高溫度，使得金屬熔化，從而形成焊核;在斷電之后，依舊會保持壓力的持續加大，在壓力作用下，熔核就會凝固結晶，形成致密組織的焊點。電極與工件接觸位置的熱量，因為導熱性較好的銅電極，讓冷卻水傳走，所以，其上下電極的升溫本身是有一定限制的，不會出現焊合。

點焊，實際上就是機械與熱作用下形成焊點，熱作用會讓焊件貼合面木材金屬出現熔化，機械里作用下，會讓焊接區域出現必要的塑性變形，兩者適當的配合與共同作用，就成為最基本的焊接條件。

在實施焊接中，一個焊點包含的所有程序的完成，也可以稱之為點焊焊接循環。

汽車工業一般會選擇懸掛式電焊機，一個車間一般會搭配幾十或者是上百臺，一般需要達到100kVA的容量，進而在薄板焊接上得到廣泛的使用。目前，在車身骨架零部件生產中，就會主要利用這一種焊接技術。

2.2 氣體保護焊接技術

（1）CO₂焊接過程

CO₂焊主要是在利用焊絲焊接中，選擇利用成盤焊絲，在經過送絲機構，經過焊槍與軟管，由導電嘴送出。

電源的兩個輸出端分別在焊件與焊槍上，焊絲焊接接觸之后就會產生電弧，在高溫作用下，使得金屬出現局部熔化，形成相應的熔池，隨著焊絲端部不斷的熔化，就會熔滴到熔池之中。并且，針對CO₂氣體，其本身是按照一定的流量和壓力，從焊槍噴追噴嘴之中直接噴出，形成保護氣流，讓熔池與電弧區選擇和空氣相互隔離，隨著焊槍的不斷移動，就會讓熔池金屬直接凝固，形成焊縫。

針對CO₂半自動焊，其擁有手工電弧焊的機械性，可以滿足接縫焊接的實際要求。

（2）CO₂焊接的特點

CO₂焊與其它電弧焊方法相比較具有生產率高、成本低、焊接變形小、焊接質量好、操作簡便、適用范圍廣、能耗低等優點，而且焊后不需要清渣，又因是明弧，便于監視和控制，有利于實現焊接過程的機械化和自動化。

但是CO₂保護焊也存在一些缺點，采用大電流焊接時，焊縫表面成形不及埋弧焊，飛濺較多，不能焊接易氧化的有色金屬等材料。

目前，我司對車身零部件的關鍵部位都采用了氣體保護焊接技術，對汽車車身的強度和安全性都起到了重要的作用，對汽車整車品質得到了有效的保證。

（3）氬弧焊新技術

氬弧焊的主要工作原理，送絲機連續不斷的將焊絲送進焊槍內，接觸CONTACT TIP通電后在電極和母材之間使用保護氣阻斷空氣，保護ARC及焊接區進行焊接的技術。

氬弧焊的特性：

效率高、熔融、焊接較快。隨著熔融，焊接速度的提升可縮短工時，節約成本。焊入深度，隨著電流密度增大，ARC集中性良好，焊入較深。熔融、焊接的效率較高。焊接變形發生較少。焊接較經濟。

氬弧焊包含了非熔化極和熔化極，一般在高合金鋼焊接與有色金屬焊接之中使用。為了能夠實現改善成形條件，減少飛濺出現，就可以選擇混合氣體保護焊。

2.3 高能束熱源焊接及加工技術

高能束熱源在汽車工業之中得到廣泛的使用。目前，其新技術主要包含：

一是激光和電弧復合加熱焊接。利用激光焊接技術可以焊接窄而深的焊縫，利用電弧焊接技術則可以焊接寬而淺的焊縫。相比之下，前者的成本較大，后者的投入相對較少，通過科學的組合就能極大地提高焊接效率。激光和電弧復合加熱焊接的設計是至關重要的，要求兩種熱源的夾角盡量達到最小，對于焊炬也要將其設計成激光與雙電弧電源結合的形式。該焊接技術方法通常應用于4-8mm鋼結構的焊接，即在生產汽車部件、焊接鋁合金方面使用較多。并且將激光應用于焊接和緊密切割，可以在摩擦面形成的重熔復合層抑或是儲油細花紋中得到應用，顯著提高部件耐磨性。

二是等離子體應用。氬氣保護等離子焊接切割在各個生產制造行業都得到了較多的應用，其中以加工有色金屬、合金鋼等為主。在現階段，對于鐵路客車廠應考慮使用水下等離子切割技術，以便減少變形，進一步提高精度。如今在生產汽車發動機氣閥體時已經進行等離子焊接。

3 汽車工業焊接的發展趨勢

3.1 發展自動化柔性生產系統

在對汽車工業的整體焊接情況進行分析之后，發現汽車工業的焊接發展呈現出一定的趨勢：推動自動化柔性生產系統快速發展。對于工業領域的機器人而言，由于其包含了靈活性生產和自動化生產的特性，所以近年以來機器人得到快速的、較大規模的使用。該機器人帶著自身的焊鉗儲存庫，依據不同焊裝部位的不同要求抑或是焊裝產品發生的變化，就能從儲存庫里自動抓換焊鉗。而傳輸產品的裝置往往就是利用PLC單板機控制的柔性化感應導向滑軌小車控制。

3.2 發展輕便組合式智能自動焊機

基于實際情況分析，相比國外，國內汽車焊接水平還存在一定的差異。最近幾年，國內的汽車制造商都開始關注焊接自動化。如，東風悅達起亞的二工廠，就嘗試引入賽拉圖車身焊接車間的生產線13條，達到大于80%的自動化率。每一條生產線均是由計算機進行控制的，自動完成焊接工件、傳送工件等操作。利用R30型極坐標式機器人、G60肘節式機器人進行焊接，依托微機對機器人實施驅動控制，則能顯示文字和數字，通過磁帶直接將輸入輸出程序記錄下來。機器人動作所用的序步軌跡時點對點的，擁有較高的自動化焊

接水平，能夠很好地滿足工作要求，在促進生產率和產品質量提升的同時也能夠降低材料的實際消耗。

針對這一部分高水平的生產線，在武漢、上海等區域都有引入，其包含了多個國家的汽車制造技術。但是這樣的技術，其本身還無法滿足我國的工業發展要求，所以，本國就需要注重技術方面的創新，可以為節能高效焊接材料和焊接工藝、焊接設備等的發展及應用提供有利條件，同時積極推廣機器人技術，促使智能設備快速更新，盡早形成完善的高效焊接自動化系統，嚴格控制成本，再配合計算機技術、網絡技術、信息技術加快傳統產生升級改造的步伐，最終將其檔次提上去。

4 結語

總而言之，在不久的將來，在大力發展與努力之下，國內汽車行業的焊接技術就一定能夠不斷縮小與國外之間的差異，最終更好的迎接汽車工業的挑戰和機遇。

參考文獻

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