基于實例對汽車零部件焊接工藝要求的探討

朱文

摘要：隨著當前經(jīng)濟的不斷增長，汽車制造業(yè)占據(jù)著國民經(jīng)濟增長的重要地位。在汽車制造生產(chǎn)中，汽車零部件焊接質(zhì)量直接影響著汽車的整體質(zhì)量。本文主要通過實例對汽車零部件焊接工藝要求進行探討分析。

關(guān)鍵詞：汽車；零部件；焊接

一、汽車零部件和焊接的概述

通常，汽車車身主要由內(nèi)覆蓋件和外覆蓋件以及骨架件組成，覆蓋件則由鋼板制作，骨架件也是由薄板件制作，為了殼體具有一定的剛性和造型美觀，要求組成車身的零件通常是經(jīng)過拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀相當復(fù)雜。由于汽車車身的零部件都是由薄板制作而成，經(jīng)過成型的薄板沖壓件有一定的剛性，而且單個大型沖壓件容易變形，與機械加工件相比，剛性要差得多，只有焊接成車身殼體后，才具有較強的剛度。

當前，我國汽車工業(yè)發(fā)展過程中對于汽車的零部件加工和生產(chǎn)的質(zhì)量管理制度以及技術(shù)保證措施是比較健全的，結(jié)合汽車車身零部件的特點，在汽車焊接時應(yīng)該依據(jù)部件的特點進行焊接工藝選擇。在汽車零部件的制造中，點焊、凸焊、縫焊、滾點焊、焊條電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、釬焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中，由于點焊、氣體保護焊、釬焊具有生產(chǎn)量大、自動化程度高、高速、低耗、易操作的特點，適合汽車車身薄板覆蓋零部件的焊接，因此在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最多。

二、汽車車身零部件焊接的要求分析

汽車工業(yè)中，焊接是汽車車身制造中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起著承上啟下的特殊作用。同時，由于汽車產(chǎn)品的車型眾多、成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，汽車車身零部件生產(chǎn)逐漸趨于專業(yè)化和標準化以及汽車制造在質(zhì)量、效率和成本等方面的綜合要求，都決定了汽車焊接加工是一個多學科、跨領(lǐng)域和技術(shù)集成性較強的生產(chǎn)過程。因此，在選擇焊接工藝時要考慮汽車零部件的特點，依據(jù)其特點制定焊接的工藝，保證汽車的焊接質(zhì)量和裝配順利的進行。

由于汽車總成焊接裝配的零件有眾多，為了焊接和裝配工藝能夠順利的進行，應(yīng)該采用夾具進行焊接，車身前圍焊裝夾具大都以在曲面上經(jīng)過整形的平臺、拉延和壓彎成型的臺階、外部邊緣、裝配用孔以及沖壓件的曲面外型和工藝孔定位。對質(zhì)量較好的零部件定位件按坐標標注尺寸，標注公差車身沖壓件裝配后，使用電阻焊接，工件不受扭轉(zhuǎn)力矩，當工件的重力與點焊時加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形。

汽車裝配件通過裝配定位使焊接零件在夾具中形成一個剛性型腔，并且能夠保持在相應(yīng)的坐標系中，以抵抗沖壓件在裝配搭接上所產(chǎn)生的變形。汽車裝配件在通過點焊時，要克服焊接變形力和機械沖擊力。焊接車身零部件在車中各部分所起的作用不同，其焊接精度也不盡相同，定位部件應(yīng)有較高的焊接精度，夾緊部件、底座則應(yīng)有足夠強度和剛度。因此，汽車車身的零部件的作用不同，對于焊接的要求也是不同的。

三、實例分析

某汽車配件是公司的主要產(chǎn)品之一。在傳統(tǒng)工藝中，這類零件的加工主要是點焊、鉚接和二氧化碳氣體保護焊。在多次生產(chǎn)中，二氧化碳氣體保護焊鍍鋅總是不能電鍍或黑色斑點等缺陷，于是進行了許多工藝改進，增加了除渣工藝，雖然電鍍后的焊縫效果有所改善，但零件的外觀有所改善。添加新工序后嚴重耗費人力工時，并滯后生產(chǎn)進度。針對這種情況，研究構(gòu)件技術(shù)勢在必行。

（一）工藝分析

1.材料化學成分及力學性能分析

部件組成材料主要包括圓鋼絲A、鋼板B。其中，A材料為中碳鋼，錳含量較高，力學性能良好；B材料為低碳鋼，塑性較好。

2.材料焊接性分析

材料B為低碳鋼板，含碳量較少，其它合金元素較少，具有良好的焊接性。一般來說，沒有特殊的工藝措施，可以獲得高質(zhì)量的焊接接頭。此外，低碳鋼適用于各種焊接方法的焊接。材料A為中碳鋼棒材，含碳量高，焊接性差。預(yù)熱可降低冷卻速度，減少焊縫附近的硬化傾向，提高焊接接頭的塑性，降低焊接殘余應(yīng)力。

3.選擇合適焊接工藝

根據(jù)公司生產(chǎn)實力，優(yōu)選用電阻焊代替二氧化碳氣體保護焊。首先，分析零件結(jié)構(gòu)。材料A為中7.2毫米，材料B厚度2毫米。若采用點焊方式，由于這兩種焊接件材料不同，厚度不等，焊接熔核將不對稱于其交界面，而是向厚度大，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能差的一側(cè)偏移，偏移的結(jié)果將使鎖板焊透率減小，焊點強度降低。

（二）試驗論證

1.夾具、電極設(shè)計，根據(jù)圖樣要求，設(shè)計焊接夾具一套，上下電極各一副。

2.焊前準備，首先，取待焊件若干件，要求過量具合格，外觀合格。其次，對部分零件進行壓包處理?？紤]到待焊面為圓弧面，而常規(guī)圓球形及圓錐形凸點不利于接觸定位，故改為長形凸點，變成線接觸，以增加熔核尺寸，提高焊點強度。最后，對所有試驗件進行表面清理，去油污、銹跡，并對所有試驗件進行編號。

3.確定焊接參數(shù)，試驗采用凸焊機，主要焊接參數(shù)：壓力、行程時間、預(yù)壓周數(shù)、加壓周數(shù)、焊接周數(shù)、熱量調(diào)節(jié)量、維持時間及次級空載電壓。

4.試制樣件調(diào)整合適參數(shù)，進行試驗，試制凸焊、點焊樣件。

5.撕破試驗，撕破試驗是檢驗焊點的最常用方法，操作簡單，效果明顯。首先，撕破試驗是用外力撕開焊縫，優(yōu)質(zhì)焊點的標志：在撕開試樣的一片上有圓孔，另一片上有圓凸臺。其次，試驗工具有虎頭鉗、撕破鍬和錘子。最后，結(jié)論是凸焊樣件經(jīng)多次錘擊仍無法撕破，點焊樣件錘擊后B材料有明顯撕破痕跡，A材料上有明顯凸臺，在特定沖擊范圍內(nèi)，凸焊樣件焊接接頭牢固可靠。

（三）結(jié)論

通過對該部件的工藝研究，發(fā)現(xiàn)該部件采用凸焊技術(shù)成形是可行的。

1.凸焊作為電阻焊中的一種，也是點焊的一種變形。在相同的技術(shù)條件下，凸焊在處理焊縫熔核偏移等問題上更具優(yōu)勢。由于電流密度集于凸點，電流密度大，故可用較小的電流進行焊接，并能可靠地形成較小的熔核。

2.在一個焊接循環(huán)內(nèi)可同時焊接多個焊點。不僅生產(chǎn)率高，而且沒有分流影響。原采用二氧化碳氣體保護焊生產(chǎn)速度為200個/h，現(xiàn)采用凸焊方法生產(chǎn)速度可以達到500個/h。

3.二氧化碳保護焊焊縫外觀較差，凸焊焊縫整齊，完全避免了焊縫外觀問題。在一定范圍內(nèi)，凸焊焊縫強度能達到相應(yīng)標準。

四、結(jié)束語

總之，伴隨汽車工業(yè)制造水平的不斷發(fā)展，對焊接工藝提出了更高的要求。加強零部件焊接工藝技術(shù)的研究，對我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展有著重要意義。因此，在汽車零部件的后續(xù)加工中，要加強焊接工藝技術(shù)水平的提高，促進汽車制造業(yè)的發(fā)展。