汽車制造領(lǐng)域現(xiàn)代焊接技術(shù)的運(yùn)用實(shí)踐略述

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汽車制造領(lǐng)域現(xiàn)代焊接技術(shù)的運(yùn)用實(shí)踐略述

李珂

（一汽-大眾汽車有限公司佛山分公司，廣東 佛山 528000）

摘要：近些年，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在汽車制造行業(yè)中已經(jīng)普遍運(yùn)用現(xiàn)代化焊接技術(shù)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代焊接技術(shù)進(jìn)行分析，保證現(xiàn)代焊接技術(shù)可以合理、科學(xué)運(yùn)用在汽車制造行業(yè)中。

關(guān)鍵詞：汽車制造；現(xiàn)代焊接技術(shù)

對(duì)于汽車制造行業(yè)而言，焊接作為汽車零部件和車身制造的重要環(huán)節(jié)，其發(fā)揮著承上啟下的功能，而且汽車產(chǎn)品種類比較多，成型結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，對(duì)零部件的加工生產(chǎn)專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化以及加工效率等多個(gè)方面有著嚴(yán)格要求。近些年來(lái)，許多國(guó)家已經(jīng)在汽車制造領(lǐng)域中運(yùn)用機(jī)器人，特別是點(diǎn)焊機(jī)器人，主要應(yīng)用點(diǎn)焊鉗轉(zhuǎn)換設(shè)備，而且在多點(diǎn)焊機(jī)方面實(shí)現(xiàn)了柔性化設(shè)計(jì)。因此，我國(guó)必須加強(qiáng)汽車制造領(lǐng)域現(xiàn)代焊接技術(shù)應(yīng)用的研究，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的自動(dòng)化與柔性化。

一、汽車制造焊接工藝

在汽車制造焊接過(guò)程中，氣體保護(hù)的焊接工藝占據(jù)一定比重，而且已經(jīng)研制出幾種氣體保護(hù)焊的新工藝。首先，表面張力過(guò)渡的波形控制技術(shù)，應(yīng)用兩個(gè)電流脈沖實(shí)現(xiàn)1個(gè)熔滴過(guò)渡，其中第一個(gè)脈沖產(chǎn)生熔滴，一直到熔滴和工件短路，而第二個(gè)脈沖就是1個(gè)短時(shí)的窄脈沖，并且對(duì)di/dt進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)，嚴(yán)格控制電流的脈沖值，從而形成適宜的電磁收縮力，然后使熔滴的頸部收縮，利用熔池表面的張力實(shí)現(xiàn)拉斷，在實(shí)現(xiàn)1個(gè)熔滴的過(guò)渡同時(shí)并不會(huì)發(fā)生飛濺。其次，逆變電源的波形控制技術(shù)，運(yùn)用逆變電源自身的動(dòng)特性與可控性，加強(qiáng)波形控制，然后在短路時(shí)有效抑制電流的上升，在一定程度上降低大顆粒飛濺，便于熔滴可以在熔池鋪開(kāi)。若是熔滴在熔池鋪開(kāi)過(guò)后，就會(huì)使電流快速上升，在一定程度上加快了縮頸的產(chǎn)生，降低小橋爆斷時(shí)的飛濺。最后，氬弧焊技術(shù)，其包含非熔化極與熔化極，都可以應(yīng)用在汽車制造有色金屬與高合金鋼的焊接方面，其中A-TIG技術(shù)可以有效節(jié)約能耗。

二、現(xiàn)代焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

（一）激光與電弧復(fù)合的加熱焊接。激光焊接能夠焊出比較窄與深的焊縫，而電弧焊接能夠焊出比較寬且淺的焊縫。但是激光焊接技術(shù)投資成本比較大，但是將兩種焊接技術(shù)進(jìn)行融合，可以在一定程度上提升焊接效率。由于激光焊接與電弧復(fù)合加熱焊接中焊炬設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，其中兩熱源夾角必須要盡量小，因此焊炬也應(yīng)該設(shè)計(jì)成為激光十雙的電弧電源。此種焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在4至8mm厚度的鋼結(jié)構(gòu)中，目前正在嘗試在更薄的汽車零部件制造與鋁合金的焊接中應(yīng)用。同時(shí)激光不僅在焊接和精密切割方面運(yùn)用，還可以在摩擦面產(chǎn)生油細(xì)花紋或是重熔復(fù)合層等方面應(yīng)用，可以在一定程度上加強(qiáng)耐磨性。

（二）聯(lián)體懸掛方式點(diǎn)焊機(jī)。汽車制造行業(yè)中運(yùn)用比較多的就是懸掛方式的點(diǎn)焊機(jī)，在汽車生產(chǎn)車間中常常具備幾十或是上百臺(tái)，聯(lián)體懸掛方式點(diǎn)焊接的容量通常在100kVA之上，已經(jīng)運(yùn)用在汽車薄板焊接領(lǐng)域中。在聯(lián)體懸掛方式點(diǎn)焊接實(shí)現(xiàn)一體化之后，僅僅需要利用兩根電源線與一根地線直接和焊機(jī)進(jìn)行相連便可。其它有關(guān)部分通常在一體化的內(nèi)部實(shí)施處理，并不需要繁瑣接線，在一定程度上節(jié)約許多動(dòng)力電纜與信號(hào)電纜以及外圍設(shè)備，并且改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量，降低電源干擾。另外在實(shí)現(xiàn)一體化之后，由于控制器和焊機(jī)間連線比較短，有效緩解了對(duì)電網(wǎng)造成的干擾。而集控制箱的懸掛方式點(diǎn)焊機(jī)于一體，其結(jié)構(gòu)比較緊湊、合理，同時(shí)并不需要設(shè)置控制箱的安裝平臺(tái)，保證生產(chǎn)環(huán)境更加整潔與亮麗。

（三）電阻焊機(jī)。現(xiàn)階段，電阻焊機(jī)主要應(yīng)用交流50Hz方式的單相交流電源，其容量比較大，且功率因數(shù)下。應(yīng)用三相低頻電阻的焊機(jī)和三相次級(jí)整流的接觸焊機(jī)以及IGBT逆變電阻的焊機(jī)，能夠有效處理電網(wǎng)不平衡現(xiàn)象，并且在一定程度上提升功率因數(shù)。另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)電能的節(jié)約，便于完成參數(shù)微機(jī)控制，適合應(yīng)用在鋁合金與不銹鋼以及其它相關(guān)難以焊金屬的焊接中，有效降低設(shè)備重量。

（四）焊接機(jī)器人。自動(dòng)化柔性的生產(chǎn)系統(tǒng)作為汽車焊接未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)，由于機(jī)器人具備良好的自動(dòng)化與靈活性，因此在汽車制造行業(yè)中普遍應(yīng)用。焊接機(jī)器人種類比較多，具備良好的柔性化。對(duì)于新型汽車生產(chǎn)線領(lǐng)域中的點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人以及螺柱焊機(jī)機(jī)器人等已大規(guī)模應(yīng)用。可是因?yàn)樵趯Ｓ贸绦蚺c運(yùn)行成本等相關(guān)要素的影響下，在許多小型企業(yè)中依然無(wú)法普遍應(yīng)用。近些年，焊接機(jī)器人雖然在性價(jià)比等方面有著明顯提升，基本上企業(yè)能夠購(gòu)買全位置與超過(guò)6自由度的現(xiàn)代化多功能機(jī)器人，可是目前汽車制造行業(yè)依然應(yīng)用的為6自由度的點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人。因此，未來(lái)還需要進(jìn)一步研究焊縫跟蹤技術(shù)和焊縫檢測(cè)技術(shù)以及遠(yuǎn)程編程技術(shù)等，從而融合在焊接機(jī)器人中，提高汽車生產(chǎn)制造的工作效率。

三、焊接技術(shù)運(yùn)用整體趨勢(shì)

汽車車身作為比較復(fù)雜的殼體，主要由大量薄板沖壓件進(jìn)行裝焊加工。針對(duì)車身裝焊時(shí)許多離散質(zhì)量信息數(shù)據(jù)完成合理組織與自動(dòng)化管理，可以有效反應(yīng)車身生產(chǎn)整體質(zhì)量，從而為技術(shù)與管理工作人員提供數(shù)據(jù)，然后在一定程度上降低故障的響應(yīng)時(shí)間，加強(qiáng)質(zhì)量管理有效性。目前，國(guó)際焊接學(xué)會(huì)依據(jù)軟件具體用途，制定了焊接應(yīng)用軟件與分類方法。對(duì)于焊接應(yīng)用軟件而言，焊接專家系統(tǒng)和焊接CAPP系統(tǒng)以及焊接信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等最具代表性，有關(guān)開(kāi)發(fā)技術(shù)以及方法等，對(duì)焊接軟件開(kāi)發(fā)可以提供參考。

結(jié)束語(yǔ)：

焊接技術(shù)是機(jī)械制造領(lǐng)域主要加工工藝，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠合理編制焊接程序，在一定程度上降低現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間，從而提升國(guó)內(nèi)汽車制造領(lǐng)域的信息化水平。另外，運(yùn)用現(xiàn)代化焊接技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率，加強(qiáng)設(shè)備的安全性與可靠性，從而使企業(yè)獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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文章編號(hào)：1671-864X（2015）05-0047-01

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG47