試論汽車車身的焊接新技術(shù)及應(yīng)用

胥磊

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

關(guān)鍵詞:汽車車身焊接新技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào):U284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(b)-0064-01

1 新型的電阻焊技術(shù)

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(jīng)過整流電路后變成脈動(dòng)直流電的過程,然后通過由功率開關(guān)器件組合而成的逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l方,再與變壓器進(jìn)行連接,經(jīng)過變壓器的降壓后通過整流電路變成脈動(dòng)電流,將電流以直流電的形式供給電極,最后進(jìn)行焊接工作。

在進(jìn)行生產(chǎn)車身的零部件時(shí),主要用到的設(shè)備是能夠提供固定式的大功率中頻電阻焊,可以對(duì)車身的零部件進(jìn)行凸焊或者多頭點(diǎn)凸焊等。例如成焊寶瑪曾給神龍?zhí)峁┝舜渭?jí)整流方式和以中頻電源為主的專用凸焊專機(jī),這種專機(jī)的容量從以前的200kVA降低為40kVA,大大提高了焊接的質(zhì)量。

在進(jìn)行裝焊車身的生產(chǎn)過程中,在懸掛式電焊鉗以及機(jī)器人電焊鉗上會(huì)用到中頻電阻焊。近幾年來,中頻電焊已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到鍍鋅鋼板和高強(qiáng)度鋼板的焊接上面。例如在大眾、寶來等生產(chǎn)線上會(huì)做出如下規(guī)定:凡是進(jìn)行焊接高強(qiáng)度鋼板或者鍍鋅鋼板時(shí)都必須應(yīng)用中頻電焊技術(shù)。上海和煙臺(tái)則通用景程生產(chǎn)線進(jìn)行側(cè)圍焊接,由于長(zhǎng)期以來焊接的質(zhì)量不過關(guān),因此采用中頻電焊技術(shù)在A柱部位進(jìn)行焊接。而其他的一些汽車公司相繼采用中頻點(diǎn)焊技術(shù)也取得了比較不錯(cuò)的成效。

為了能夠在車身焊接這一生產(chǎn)線上提高機(jī)器人的點(diǎn)焊質(zhì)量、降低機(jī)器人抓舉過程中的承載的負(fù)荷,因此廣泛的使用了機(jī)器人中頻點(diǎn)焊工藝。

1.2 伺服點(diǎn)焊鉗

目前伺服點(diǎn)焊鉗已經(jīng)成為點(diǎn)焊技術(shù)里的一個(gè)新技術(shù)。經(jīng)由伺服電機(jī)或者是伺服氣缸來規(guī)劃焊接的具體行程和焊接壓力。伺服控制器既可以充當(dāng)焊接機(jī)器人里的一部分控制系統(tǒng),也可以當(dāng)作單獨(dú)的伺服控制器,通過它來讓焊接壓力經(jīng)由反饋傳感器生成可編程的伺服加壓系統(tǒng),這個(gè)過程可以為整個(gè)焊接過程中需要的動(dòng)態(tài)焊接壓力提供保證,產(chǎn)生最合適的電極壓力。相對(duì)于常規(guī)的加壓系統(tǒng)來說,伺服焊鉗在進(jìn)行加壓時(shí)可以高出常規(guī)的五倍之多,并且能夠?qū)吼伒仍蛟斐傻膲毫Σ▌?dòng)進(jìn)行自動(dòng)的補(bǔ)償,在進(jìn)行強(qiáng)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(qiáng)度鋼板、不同厚度以及層數(shù)的工件進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)提高其點(diǎn)焊質(zhì)量。

如果將機(jī)器人伺服點(diǎn)焊技術(shù)和中頻電阻焊技術(shù)相結(jié)合,往往會(huì)將其最大的優(yōu)越性發(fā)揮出來。

1.3 一體式點(diǎn)焊鉗

將焊接變壓器和點(diǎn)焊鉗合為一體之后就形成了一體式點(diǎn)焊鉗。它的最大優(yōu)勢(shì)就是將變壓器集中于焊鉗內(nèi)部,有效的縮短了焊接過程中的二次回路現(xiàn)象,并且減少了電能的消耗,同時(shí)降低了對(duì)電源容量的需求,對(duì)節(jié)能也有很好的幫助。

一體式點(diǎn)焊鉗已經(jīng)在機(jī)器人焊接的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分應(yīng)用。隨著引進(jìn)多種車身的新材料以及對(duì)焊接質(zhì)量要求的不斷提高,在焊接機(jī)器人生產(chǎn)線上已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了伺服中頻點(diǎn)焊鉗。

在國內(nèi)的很多汽車制造廠里,已經(jīng)廣泛應(yīng)用了懸掛式的一體式點(diǎn)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(dá)到節(jié)能的目的。例如在上海大眾POLO車的焊接生產(chǎn)線上,一體式點(diǎn)焊鉗已經(jīng)得到了全部的應(yīng)用。但是由于使用一體式點(diǎn)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(shù)

2.1 激光焊接的幾個(gè)種類

(1)激光熔焊:在進(jìn)行汽車車身的制造過程中,通常采用的是對(duì)接焊技術(shù)和搭接焊技術(shù),在車身零件沒有進(jìn)行沖壓成型時(shí),對(duì)于不同厚度和材質(zhì)的鋼板進(jìn)行拼接用的就是對(duì)接焊技術(shù),而搭接焊技術(shù)則是用于進(jìn)行車身裝焊時(shí)的部件焊接,例如車門等的內(nèi)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(diǎn)是在生成光滑表面的同時(shí)避免鋅鍍層的溶化,減少了腐蝕之后進(jìn)行的一系列處理工序。正因?yàn)檫@一特點(diǎn),激光釬焊在進(jìn)行一些表面可見的接合時(shí)是非常有效的,例如車身的頂蓋和側(cè)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(wěn)定以及更好的進(jìn)行焊縫成形,焊接過程主要是將兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上激光器同時(shí)輸出的激光光束集中的同一個(gè)位置上,加大激光的總能量。這種技術(shù)主要是用在中厚度的零部件焊接上。

2.2 激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的具體應(yīng)用

(1)對(duì)汽車底盤的一些零部件進(jìn)行激光焊接:我們都知道汽車的底盤是由數(shù)百種以上的零部件構(gòu)成的,在進(jìn)行不同厚度、種類以及等級(jí)的材料焊接時(shí),可以利用激光焊接技術(shù)來將各種零件進(jìn)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(shù)已經(jīng)能夠得到很好的完成,對(duì)于汽車的靈活性也有一定程度的提高。(2)對(duì)車身沖壓件的拼焊:通過鋼板激光拼焊技術(shù)能夠把車身所需要的各種厚度和材質(zhì)的鋼板進(jìn)行拼焊制作成各種零部件,再經(jīng)過剪切、下料以及激光拼焊后,最后進(jìn)行沖壓成形,例如門檻、車門等的拼焊,利用這種方式能夠?qū)④嚿斫Y(jié)構(gòu)制作更加合理,有效的減輕車身重量。(3)應(yīng)用于車身裝焊這一生產(chǎn)線上的激光焊接技術(shù):激光焊接技術(shù)是由計(jì)算機(jī)操控的,因此具備不錯(cuò)的靈活力以及機(jī)動(dòng)性,對(duì)于焊接車身內(nèi)板構(gòu)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(shù)

這種技術(shù)主要是在焊接過程中生成強(qiáng)有力的等離子束對(duì)材料進(jìn)行充分的溶化,隨著等離子弧度的遷移,焊孔會(huì)逐漸閉合,將焊接對(duì)象的形變概率降低到最小程度,達(dá)到用肉眼無法辨別的程度。這種技術(shù)已經(jīng)在其他領(lǐng)域得到過廣泛的應(yīng)用了。

4 膠接點(diǎn)焊技術(shù)

點(diǎn)焊接頭由于受載會(huì)在焊點(diǎn)處產(chǎn)生較大的應(yīng)力,雖然膠接的接頭具有很好的抗疲勞性,但是它的靜強(qiáng)度比較差,甚至接頭的性能會(huì)隨著膠層的老化進(jìn)一步的降低。因此,為了將點(diǎn)焊接頭的抗疲勞性有效的提高,提出了一種能夠把電阻點(diǎn)焊與膠接進(jìn)行復(fù)合的膠接點(diǎn)焊這一新工藝,在工件需要點(diǎn)焊的部位涂抹一些膠然后進(jìn)行點(diǎn)焊。通過這種方式可以有效的增強(qiáng)膠焊接頭的靜強(qiáng)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(xué)性能。

這種新型的焊接技術(shù)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(yīng)用前景非常廣闊,甚至能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有的連接工藝還無法完成的連接技術(shù)。目前,在我國國內(nèi)的汽車車身制造行業(yè)已經(jīng)將膠焊技術(shù)進(jìn)行了一定范圍的應(yīng)用。據(jù)了解,目前日本已經(jīng)利用全膠焊接技術(shù)生產(chǎn)出了小轎車。

5 結(jié)語

總之,在汽車工業(yè)生產(chǎn)的過程中,焊接已經(jīng)成為了一項(xiàng)非常重要的流程,也是一個(gè)非常重要的加工手段,廣泛的應(yīng)用于汽車的制造。而且對(duì)于新型的焊接技術(shù)進(jìn)行更大的應(yīng)用,會(huì)在節(jié)能、穩(wěn)定等方面創(chuàng)造很大的效益,將會(huì)大大提高汽車車身的制造水平和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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