現(xiàn)代科技在汽車焊接工藝中的應(yīng)用分析

馬漢利

摘要：焊接工藝在汽車生產(chǎn)行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，大到車身維護(hù)，小到細(xì)節(jié)構(gòu)件的連接都常常用到焊接技術(shù)工藝，而焊接工藝的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性會(huì)影響汽車焊接的效果，因此在汽車工藝不斷優(yōu)化的今天，汽車焊接操作中應(yīng)用現(xiàn)代科技手法成為必然趨勢。我們針對(duì)現(xiàn)代科技與汽車焊接工藝進(jìn)行深入探究，不僅幫助汽車行業(yè)向現(xiàn)代化、人性化發(fā)展提供助力，同時(shí)也是對(duì)現(xiàn)代科技不斷發(fā)展方向細(xì)化與優(yōu)化現(xiàn)狀的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代科技；汽車焊接；工藝

1焊接工藝技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

如今我國處于交通行業(yè)迅猛發(fā)展的時(shí)代，人均汽車占有量猛增，汽車成為很多家庭必備的出行工具，而汽車生產(chǎn)工藝也在不斷進(jìn)行升級(jí)，與之相關(guān)的汽車維修與保養(yǎng)行業(yè)地位也有著提升，可以說，汽車使用率的增長給汽車服務(wù)業(yè)帶來了發(fā)展的春天。汽車焊接工藝在汽車生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展前期主要應(yīng)用在汽車車身的焊接與調(diào)整方面，但在汽車生產(chǎn)工藝技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，汽車車身制造采用了模具制造的技術(shù)方式，提高汽車車身生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)性，而這對(duì)焊接工藝的要求越來越高。而當(dāng)前汽車行業(yè)對(duì)于焊接工藝的應(yīng)用還用在汽車車身細(xì)節(jié)配件的安裝焊接和汽車后期維修與改裝中。

1）在汽車維修領(lǐng)域，汽車焊接工藝的應(yīng)用主要是解決一些由于汽車碰撞而產(chǎn)生的損傷，是保證汽車車身與其相應(yīng)配件使用性能的一種方式，汽車維修工作人員利用汽車焊接工藝技術(shù)來調(diào)整發(fā)生位移的車身配件等，使車身與其配件的位置更加精準(zhǔn)，連接更加牢固。

2）在汽車裝飾與改裝領(lǐng)域，由于現(xiàn)階段我國家庭車輛占有率的增加，家庭汽車作為人們出行必備交通工具，成為了很多人眼中的私密空間設(shè)備。因此很多車主都對(duì)汽車裝飾與改裝很感興趣，很多汽車的改裝與裝飾的操作中都會(huì)用到焊接工藝技術(shù)，其中汽車尾翼技術(shù)安裝就是對(duì)焊接工藝技術(shù)要求較高的一種改裝方式，這是由于尾翼加裝后在車速達(dá)到一定數(shù)值時(shí)就會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)，因此必須對(duì)其采用現(xiàn)代化的焊接工藝技術(shù)來保證尾翼加裝的穩(wěn)定性與科學(xué)性。

3）在汽車車身相關(guān)配件的安裝焊接操作領(lǐng)域，很多車輛配件在使用中是需要進(jìn)行焊接的，而一些配件與配件之間也需要用焊接技術(shù)工藝來完成連結(jié)，其焊接工藝的技術(shù)科學(xué)性是配件間牢固連接的必然需求。

2 焊接機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

在汽車生產(chǎn)中的機(jī)器人應(yīng)用廣泛，因用途不同，可分為點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、拉弧焊機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等。

2.1機(jī)器人工作站的組成及工作機(jī)制

機(jī)器人工作站主要由機(jī)器人本體、外部軸（根據(jù)其用途可以是點(diǎn)焊焊鉗、氣保焊槍、螺柱焊焊槍或搬運(yùn)抓具等）、焊接控制器、冷卻水系統(tǒng)、PLC、送絲/送氣裝置、螺柱輸送機(jī)、焊接工裝等組成。

以弧焊機(jī)器人為例，其系統(tǒng)主要配置包括：

（1）總?cè)萘繛?0kVA的電源。

（2）壓縮空氣系統(tǒng)：在這個(gè)系統(tǒng)之中，壓縮空氣壓力要達(dá)到0.5MPa，同時(shí)還要過濾出水及油體，用于氣動(dòng)焊接工裝控制。

（3）焊接控制器：用于焊接參數(shù)的控制，并集成有焊絲的送絲機(jī)構(gòu)、焊接保護(hù)氣的送氣機(jī)構(gòu)，保證焊接質(zhì)量，目前在要求較高的零件使用CMT焊接的模式。

（4）清槍器：用于焊槍槍口焊渣的清除并在導(dǎo)電嘴處噴防飛濺液，避免焊槍槍口處焊渣堆積導(dǎo)致保護(hù)氣流量不足，從而引起焊接質(zhì)量缺陷。

機(jī)器人工作站的主要工作機(jī)制和注意事項(xiàng)：

（1）系統(tǒng)調(diào)試。通過PLC編程，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的集中控制，并建立相應(yīng)的邏輯關(guān)系，保證機(jī)器人的正常運(yùn)行。

（2）示教軌跡。要預(yù)先對(duì)機(jī)器的示教程序進(jìn)行軌跡設(shè)定，校準(zhǔn)焊槍及基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，做好示教的程序編寫，在PLC裝置及示教程序的共同管控下實(shí)現(xiàn)。

（3）優(yōu)化焊接參數(shù)。在焊接機(jī)器人應(yīng)用于汽車零件的焊接過程過程中，要考慮到鈑金厚度不一致的現(xiàn)象，采用分區(qū)段設(shè)置電弧電壓、焊接電流的措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地點(diǎn)的焊接速度的設(shè)置，以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接終端及熄弧過程的管控。同時(shí)，要在焊接操作之前重置用戶坐標(biāo)系，準(zhǔn)確地感應(yīng)和探測需要焊接的工件位置，確定其水平位及垂直位，并在焊接系統(tǒng)中進(jìn)行自動(dòng)校正和調(diào)整，以規(guī)避位置不準(zhǔn)確而引發(fā)的焊接問題，較好地保證焊接的精度。值得一提的是，焊接機(jī)器人具有極高的再現(xiàn)精度，可以對(duì)于相同的焊接元件重復(fù)同樣的焊接程序，極大地提高了生產(chǎn)效率。

2.2 焊接機(jī)器人的輕量化設(shè)計(jì)應(yīng)用

為了更好地提升焊接機(jī)器人應(yīng)用，還要對(duì)焊接機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行適宜的輕量化優(yōu)化和設(shè)計(jì)。在確保機(jī)器原有的負(fù)載能力不變的前提下，利用機(jī)電一體化的思想，多采用一些模塊化的輕型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以較好地保證焊接機(jī)器人生產(chǎn)中的靈活性和輕量化。

3激光焊接的應(yīng)用

3.1鈑金零件中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的點(diǎn)焊和CO2保護(hù)焊對(duì)車身結(jié)構(gòu)沒有影響不大，但是拼焊部位需要搭接，造成材料的浪費(fèi)。在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最大限度地減少此類焊接方式應(yīng)用。對(duì)于不同厚度要求的板材材料，可以考慮激光焊接工藝，減少零件的數(shù)量，降低車身質(zhì)量。如后縱梁類零件，根據(jù)碰撞的性能要求，它的后部需要吸收能量，前方部分需要有一定的強(qiáng)度，以便減少車身的變形，因此，需要在身體前后的兩部分的厚度不一致。采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，將后縱梁內(nèi)板分為兩部分，即后縱梁內(nèi)板前后段，并通過點(diǎn)焊焊接在一起，必要時(shí)需增加一個(gè)加強(qiáng)件增加焊接強(qiáng)度，零件的重量必須增加。

3.2差速器中的應(yīng)用

差速器是汽車中不可缺少的部件，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是將齒圈和殼體以高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。如齒圈的一種常見加工路線為：精車-鉆孔-滾齒-熱處理-熱后車-磨齒等。機(jī)械加工完成后，在裝配工序，還有壓裝（殼體）-螺栓擰緊的工序，其中螺栓擰緊有嚴(yán)格的扭矩要求。但在應(yīng)用激光焊接后，通過簡化工件結(jié)構(gòu)如圖1，齒圈的工藝路線就大為優(yōu)化了，其工藝路線可以是：精車-滾齒-熱處理--熱后車-激光焊接-磨齒，不需要裝配工序，同時(shí)殼體加工也減少了鉆孔工序。可以看出，應(yīng)用激光焊接后，減少了工序流程，同時(shí)零件加工中需要重點(diǎn)控制的過程特性也減少了（如螺栓孔的位置度，螺栓安裝的扭矩等）。且因?yàn)椴扇『附雍竽X代替了磨齒后裝配，在同樣的加工精度下，極大地提高了齒圈的裝配精度。

對(duì)于如圖1這種差速器，其焊接也有一些新的特點(diǎn)：1激光清洗：一般焊前清洗使用的是水基清洗劑，但由于差速器的殼體材料多為球墨鑄鐵，其焊前清洗應(yīng)采用激光清洗，為什么呢？這是因?yàn)闉榱吮ＷC防銹和耐腐蝕性，有的廠家在差速器的殼體表面進(jìn)行了磷化處理，而磷是一種有害元素，激光清洗的一個(gè)重要目的是去磷化，這是水基清洗劑所不能的；2異種材料焊接：焊接過程中存在異種材料焊接的特點(diǎn)（殼體的材料多采用球墨鑄鐵，齒圈多采用低碳合金鋼），而異種金屬材料焊接容易生成硬而脆的金屬化合物，因此必須盡量增加異種金屬材料之間焊接強(qiáng)度，目前國內(nèi)外普遍認(rèn)可的是采用填絲焊接，使用特定材料制備的焊絲進(jìn)行填充；3預(yù)熱處理：殼體的材料（球墨鑄鐵）是含碳量很高的材料，齒圈經(jīng)過滲碳淬火處理，基于防止焊接裂紋的目的，焊接前必須經(jīng)預(yù)熱處理。

4結(jié)語

在汽車焊接工藝過程中應(yīng)用一些信息技術(shù)、精密計(jì)算技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)可以提升汽車焊接操作的準(zhǔn)確性與工藝效果，使汽車在使用中更加安全，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，而現(xiàn)代科技也在不斷實(shí)踐中得到了發(fā)展，本世紀(jì)是汽車科技高度發(fā)展的世紀(jì)，相信未來會(huì)有更多高新技術(shù)應(yīng)用到汽車生產(chǎn)與維修、保養(yǎng)行業(yè)中。

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