汽車制造中機械焊接質量的提升策略研究

羅宗平

（宜賓職業技術學院，四川 宜賓 644000）

1 汽車制造中機械焊接方法分類

在汽車車身的焊縫及修復中，采用的主要是熔接焊及壓力焊。熔焊一般是通過對焊頭進行部分加熱，確保焊頭被加熱到可以將其溶解的程度，然后加入或不加入填充材料，等其凝固后，就可以在其表面上構成一個堅固的連接件，它可以被劃分為氣體保護焊、手工電弧焊和埋弧焊。擠壓焊接是一種通過施壓或熱來實現焊接對象連接的工藝。焊接可以分為：電阻焊接、摩擦焊接、冷壓焊接、超聲波焊接和高頻焊。

（1）CO2氣體保護焊。CO2氣體保護焊作為一種高效的焊接方法，具有成本低、變形小等特點，在汽車制造領域得到了較為普遍的使用。但是，這種方式也有一些問題，例如焊接電流、電弧電壓、焊接回路電感匹配度不高、焊絲的長短不合適等，都會造成焊接電弧飛濺、不穩定、漏焊，進而對焊接的成形和機械性質產生不利的影響。

首先，對焊接設備進行了選用。一般都是采用特殊的焊接設備，這是因為這種設備可以輕松地焊接到1.0 mm厚的承重車體板，而且焊接時的電流相對來說也穩定。用普通的焊機，在電壓和電網不斷波動的情況下，會造成很大的影響。其次是選用合適的焊縫材質，用于汽車車體的焊縫通常選用的是0.6 mm的焊縫。在不完全熔化的情況下，必須減小焊口的電流。為保證小電流過程中的穩定，應使用細焊絲，1.5～2.5 mm的鋼板應使用0.8 mm的焊絲，但不適合厚1.0 mm的板材。其次，如何選用合適的保護性氣體。在保護氣體中，要采用的是氬氣（75%）和二氧化碳（25%）的混合空氣，這樣可以保證電弧的穩定燃燒，降低了飛濺，提高了抗氧化能力，還可以在氬焊的過程中，提高表面張力，不易飄移，提高了熔焊的深度，從而達到了最佳的焊接效果。而CO2作為一種保護性的空氣，可以促成一個很好的焊口，讓焊口變得很淺。最后，選擇合適的焊接方式。不同的車身焊接所采用的焊接方式也不盡相同，常用的有對焊、塞焊以及搭焊等。根據車輛生產操作的有關規定，要采用分段焊接，確保每個焊縫都要進行降溫，防止部件產生扭曲。

（2）激光加工技術。采用激光作為能量來源，實現了對工件的自動焊接。利用激光加熱，使工件表面集中了許多熱量，提高了焊縫的焊接速率。當能量達到一定程度時，可以將某一部分的溫度升高到一定程度，從而將其蒸發掉。在汽化反應中，由于鋼水的作用，使鋼水的表層產生了明顯的下凹。更多的雷射會打在下層，造成一些細小的小洞，當雷射光運動時，這些小洞就會朝焊縫的方向運動。由于在小洞前面的部分融化了，小洞后面的部分又會再次凝結，從而產生焊接。焊接的厚度由激光能量的強弱來確定。具有較高的能量強度，較大的焊接深度。同時，隨著能量的降低，焊接接頭的焊接厚度減小。

（3）焊接新技術。首先介紹了激光組合焊工藝。本工藝以激光焊接技術為核心，將激光與其他熱源進行了充分的結合，可以提高焊接效率，提高焊接速率，增強焊橋性能。其次就是采用了遙控式的激光焊接。由于常規的激光焊接工藝需要對焊縫進行高速運動，因此在生產過程中不能很好地實現對焊縫的精確控制，因此就有了遠距離的焊接工藝。遠程焊接技術正在逐步替代常規的激光焊接技術，但是，這一技術在國內尚處于發展階段，需要進行研究，提高其在汽車生產中的實際使用頻率和有效性。

2 汽車制造中機械焊接質量問題成因

（1）零件影響。在對汽車零部件進行焊接的過程中，由于會受溫度、裝卸等有關外部條件的綜合作用，在一定程度上會造成在工件的過程中，出現零件飛濺與焊接穿板等問題。所以，在進行機械焊接的過程中，要對工件進行質量監督，對工件的尺寸進行嚴格的控制，將工件表面的異物除去，避免造成表面飛濺。

（2）焊接參數的改變。焊接的最后效果將會受焊接電壓和電流的綜合作用，在進行規模化生產的過程中，由于不斷增大了焊接設備的數目，而忽略了當前的工廠設備使用的設備功率，始終使用常規的電力加工，從而造成了車間電壓不穩定，從而嚴重影響了產量的提高。

（3）焊鉗電極。一般情況下，出于生產成本和導電性能的考量，大部分都會選用以銅為原料的焊夾電極。由于電極會對輸出電流造成極大的沖擊，所以對電極頭的材料的選用尤其重要。許多廠商出于公司的利益，都會選用銅材為電極，這就造成了電極的使用年限短，從而對焊接的品質造成了極大的沖擊，而且，如果持續的話，還會造成電極頭的直徑增大。所以，要對其進行周期性的保養，一旦出現故障，應立即將其替換。當進行替換時，要注意由于電極未調好而造成了不良的散熱效果，所以，在安裝和換電極的過程中，要調好電極，并保持其處于合適的散熱位置。

（4）焊接參數。通過焊接監測得到的信息，主要來自于壓力、電流和通電時間等有關的要素，許多公司為了提高生產速度而減少通電時間，提高了焊接電流，這樣會造成零部件的飛灑，會對焊縫的質量造成極大的影響，從而不能得到有效的保障。

3 汽車制造中機械焊接質量的提升策略

（1）提升焊接人員綜合技能。要想進一步提高機械焊接的質量，就必須全面提高機械焊工的整體素質。首先，要定期對工人進行技能訓練和再教育，同時也要將最新的焊接技術和科研成果共享給工人們，使得工人們的技術有所提升。其次，建立嚴格的評估體系，對機械焊工進行經常性的評估，確保評估結果的公平性和透明性，將評估結果作為職稱晉升、年終獎和重新聘用的基礎，強化對焊接原理的了解，為實際工作提供一定的理論支撐和參考。

（2）完善焊接工序。焊接過程是決定焊縫品質的重要因素。因此，各單位應根據機焊的品質要求，對機焊的過程進行優化，從而改善機焊的品質。由于焊接過程涉及到許多工藝過程，而這些工藝過程又與焊縫的質量密切相關。因此，該公司要通過文件、制度來對機械焊接工藝進行標準化，對每個焊接工藝都進行了詳細的說明，從而避免了在具體的作業過程中出現的各種情況。除此之外，各部門要進行合理而又科學的宣傳教育，從而提高工作人員對機械焊接工作的重視程度，對每個焊接步驟都給予足夠的重視，達到標準化的目的，從而保證機械焊接的有效性和完整性。為確保每一道工藝都達到一定的標準和要求，各部門要組建一支監督團隊，對整個機械焊接的全流程進行監督，并在部門中建立起一套檢驗機制，嚴格遵守質量標準，對焊縫進行檢驗，從而從根源上保證焊接的總體品質，使機械零件不出現任何質量問題。

（3）處理上游和預焊工藝。部件組裝就是逆向工程的實例。若沖頭出現磨損現象，則將導致產品的組裝方式改變，從而導致產品在組裝時出現的各種焊縫質量問題，特別是在自動組裝時出現的焊縫質量問題，即“燒”“小孔”“漏焊”等。在進行沖孔作業時，應注意沖孔的真實情況。為了實現可反復進行的自動焊，必須進行部件固定，以保證部件與焊縫的準確定位。由于在生產過程中存在著大量的雜質，比如機械切削液、拉伸液等，從而使焊縫中產生氣孔等缺陷。為了達到這個目的，焊接之前的清洗工序可以使這種雜質降到最低，而且這樣做所需的時間要短得多。同時也要注意原料的情況。如焊縫表面清潔，則焊接人員無需除去表面的鐵皮或其他雜質。原料可以存放在清潔，干燥的地方，或采用其他的填料。在一些場合，預先焊接能夠增加生產，而在另一些場合，則會妨礙生產。舉例來說，弓形有助于彌補較大部分的扭曲。接下來的焊料會把曲線扭轉到所需的平直程度。這樣就能將因扭曲而導致的失敗與重做降到最低，這樣就能讓更多的部件穿過焊縫。因為折彎工序耗時較長，所以為了減小或消除產生的畸變，必須對焊縫或部件的結構進行再研究。

（4）增加起弧時間。對焊縫進行合理的工藝設計，是焊縫設計中的關鍵問題，而這一問題往往被忽略。在不合理的工藝條件下，將不利于焊工和機械的生產。優化的工藝條件可以增加鍍層的速度，因此可以增加鍍層的移動速度，并且可以降低焊縫的數量。

4 機械制造中機械焊接質量的控制和對策

（1）完善焊接技術。在機械焊接工藝過程中，無論是焊接技術還是焊接步驟，都對焊接產品的品質有很大的影響，因此，要保證焊縫的品質，就必須要按照焊接標準和規定的程序來進行，并且要對相應的作業程序進行健全，以此來提升焊縫的品質，達到行業的要求。機械焊接技術是一項十分繁復的技術，在進行機械焊接的時候，與之有關的焊接作業也是十分多，而這其中的任何一道工序都會對焊接的品質造成一定的影響。如果企業要更好地對有關的焊接技術進行改進，那么就需要構建起企業的焊接系統，對其進行標準化的焊接操作流程，并邀請或聘用有關專家對其進行一定的引導，從而降低在機械焊接的時候會產生的一些錯誤的步驟等問題，保證焊接工作可以井然有序地進行。除此之外，在生產過程中，還必須加強與之有關的宣傳，并采用科學合理的手段，提高有關工作人員對機械焊接工作的關注和認識，從工作人員的工作行為上來對其進行規范，從而有效地保證了焊接技術的科學有序開展。除此之外，要保證在焊接技術和機械制作的各個環節都與有關的規范一致，公司還必須加強對機械焊接的全流程的監控，對有關工作的監控系統健全，并對其進行檢查，從根源上保證了焊接產品的品質。

（2）提高焊接人員的技術水平。在有關機械焊接作業中，應該對有關的焊接工作進行技術和綜合能力的培訓，讓有關的焊接工作更加受到關注，讓有關的焊接工作更加完善。比如在焊接開裂問題中，要對其產生的原因、產生的類型進行深入的研究，并采取相應的措施，從而確保了機械焊接的品質。另外，有關操作人員對國標所用的焊材也要有相當的了解，在選材時要嚴格遵守有關法規。另外，有關的焊接人員還要精確掌握焊接物質的焊接部位，降低焊接錯誤，并要在焊接中建立起對其進行及時的檢測和反饋的作業觀念等。

（3）加大對施工環境的控制力度。而在機械焊裝過程中，工作條件對焊裝設備的性能也有很大的影響。由于焊接環境的差異，通常會造成問題的差異，最終的焊接結果也會有很大的差異，因此，在進行焊接施工環境的管理時，要著重把握好焊熱循環對溫度的影響以及與之有關的空氣中的水分問題等。在進行機械焊接時，應將其工作環境的溫度控制在20 ℃以內，如果太低，則會加速金屬冷卻，導致焊縫的質量下降等。除此之外，對焊接的環境水分進行調控，最重要的是要對大氣中的水分進行調控，在進行具體的焊接作業過程中，工作人員必須將焊接環境的水分濃度保持在90%以內。

5 結論

當前，我國的焊接工藝正逐步走向自動化，這不但可以在一定程度上減少人力資源的消耗，還可以在一定程度上提高工作效率，使工作環境得到最大程度的改善，從而達到整體改善焊接品質的目的。在進行焊接質量控制的時候，要加強對焊接的關注，建立起一套專業的管理體系，從焊接的流程開始，加強對每一個階段的控制和對員工的訓練，最終達到汽車生產行業的機械焊接需求。