淺談焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

馬維杰 陳禹

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車制造行業(yè)也得到了長足的發(fā)展，特別是焊接技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)汽車行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用，本文主要圍繞這一內(nèi)容展開了分析和探討，以期能夠進(jìn)一步提升焊接技術(shù)的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù);汽車制造;應(yīng)用

對(duì)于汽車制造行業(yè)來說，焊接技術(shù)具有至關(guān)重要的作用，能否對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，將會(huì)對(duì)汽車零部件的生產(chǎn)質(zhì)量造成直接的影響，甚至?xí)绊懙狡囍圃旎顒?dòng)的正常開展，因此，還需要相關(guān)領(lǐng)域針對(duì)焊接技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行深入的研究，這對(duì)于汽車行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。

1 焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在汽車制造領(lǐng)域當(dāng)中，焊接技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，具體可以將其分為五種類型：第一，電阻焊，其主要是以點(diǎn)焊、多點(diǎn)焊、縫焊以及凸焊為主，在車門、底板、油箱、前橋、車身總成以及發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等部分的焊接中較為常用;第二，電弧焊，這種焊接技術(shù)涉及到焊條電弧焊、埋弧焊、氬弧焊以及CO2保護(hù)焊等，在后橋、傳動(dòng)軸、橫梁、車廂、機(jī)油盤、厚板零部件以及鋁合金零部件的焊接中較為常用;第三，特種焊，包括電子束焊、激光焊以及摩擦焊，主要在后橋、齒輪、轉(zhuǎn)向桿、車身底板等部分的焊接中應(yīng)用;第四，釬焊，在硬質(zhì)合金工件、鋼件、銅件以及散熱器焊接中較為適用;第五氧乙烷焊，主要在車身補(bǔ)焊中應(yīng)用。這幾種焊接技術(shù)當(dāng)中，目前應(yīng)用最為廣泛的包括點(diǎn)焊、CO2保護(hù)焊以及釬焊，而隨著汽車制造行業(yè)的飛速發(fā)展，還需要對(duì)焊接技術(shù)的焊接精度以及焊接質(zhì)量進(jìn)行不斷的提升，如此才能滿足現(xiàn)代汽車制造的相關(guān)需求。

2 點(diǎn)焊工藝在汽車制造中的應(yīng)用

2.1 鎂合金薄板點(diǎn)焊工藝

我們知道鎂合金材料本身具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，對(duì)鎂合金進(jìn)行應(yīng)用，完成電阻點(diǎn)焊時(shí)，通常需要使用較高的焊接電流，在電流從工件當(dāng)中經(jīng)過時(shí)形成電阻熱會(huì)使母材金屬大量熔化，并在相應(yīng)的壓力作用下完成焊點(diǎn)連接。因此，對(duì)于鎂合金薄板的點(diǎn)焊通常會(huì)受到焊接電流、壓力電極以及時(shí)間等因素的影響。而在工藝方面，主要涉及到兩類工藝，一類是一般點(diǎn)焊，另一類是墊片附件工藝電焊。其中后者具有較大的焊點(diǎn)面積，且更容易使接頭貫穿工件始終。但也正是由于具有較大的焊點(diǎn)，所以容易出現(xiàn)較大的空洞問題，這種問題主要是由于對(duì)接頭出現(xiàn)拉剪力失衡導(dǎo)致的，在實(shí)踐當(dāng)中可以通過延長電流下降時(shí)間予以改善[1]。

2.2 SPCC鋼和NdFeB永磁體激光點(diǎn)焊

作為一種全新的復(fù)合型材料，NdFeB稀土永磁材料具有良好的磁能，且更為綠色環(huán)保，也正因如此，其在汽車工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用十分廣泛，但由于磁體的脆性相對(duì)較大，所以這種材料也具有易碎性，為了改善這種問題，需要采用剛性材料對(duì)其進(jìn)行保護(hù)連接，以此來提升其工藝效果。而在對(duì)該項(xiàng)工藝進(jìn)行具體應(yīng)用的過程中，可以使用的最大脈沖能力為50J，將功率最高峰值設(shè)置為5kW，并對(duì)固定搭接方法進(jìn)行應(yīng)用，需要在裝夾固定以后，通過激光器進(jìn)行激光的發(fā)射，以此來完成焊接操作，而在焊接操作結(jié)束以后，還需要對(duì)焊接接頭進(jìn)行打磨和拋光處理，而對(duì)于多余部分則可以使用4%的硝酸酒精進(jìn)行腐蝕處理，處理后要借助電鏡掃描儀對(duì)連接處進(jìn)行檢查，明確接頭部分的硬度變化情況[2]。

3 車身焊接新技術(shù)

3.1 脈沖GMAW技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)是在近些年興起的，屬于一種新型高效的焊接工藝，能夠與機(jī)器人進(jìn)行有效的配合，實(shí)現(xiàn)了高效焊接與機(jī)器人空間可達(dá)性的結(jié)合應(yīng)用。這種焊接技術(shù)在電弧過程方面非常的穩(wěn)定，能夠有效提升焊縫的質(zhì)量，使其保持一致性，可以避免在焊接過程中出現(xiàn)熱輸入過低影響熔深的情況。與此同時(shí)，該項(xiàng)焊接技術(shù)的射流過渡方式在鋁合金或者是鋼質(zhì)車身框架焊接、薄板材料快速焊接方面具有良好的適用性。目前，其在國外汽車制造領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用[3]。

3.2 等離子弧焊技術(shù)

在汽車制造過程中，對(duì)激光焊接工藝進(jìn)行應(yīng)用，往往需要投入較高的成本，而且對(duì)于相關(guān)技術(shù)的要求也相對(duì)較高，因此，激光焊接在國內(nèi)還沒有實(shí)現(xiàn)全面的覆蓋和應(yīng)用，而為了更好的滿足我國的汽車制造需求，等離子弧焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該項(xiàng)技術(shù)具有較高的弧柱溫度和較大的能量密度，能夠?qū)讣?shí)現(xiàn)集中加熱，而且具有較強(qiáng)的熔透能力，在熔深相同的情況下，該項(xiàng)技術(shù)的焊接效率要高于TIG焊，能夠使焊接生產(chǎn)效率得到顯著的提升[4]。

3.3 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)

根據(jù)焊裝車間的實(shí)際需求，設(shè)置的機(jī)器人包括以下幾種，即：激光焊接機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人、持件機(jī)器人、涂膠機(jī)器人以及螺柱焊機(jī)器人等等。其中，點(diǎn)焊機(jī)器人主要是借助機(jī)器人對(duì)各種點(diǎn)焊焊鉗進(jìn)行操作，滿足點(diǎn)焊焊接需要。通過機(jī)器人能夠?qū)Υ笮秃搞Q進(jìn)行使用，并完成底板等零件的點(diǎn)焊工作。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，不僅能夠獲得較高的點(diǎn)焊質(zhì)量，而且焊接效率也非常的高，能夠有效提升焊接操作的質(zhì)量;而弧焊機(jī)器人同樣是利用機(jī)器人操作的方式進(jìn)行工作，只不過操作的是弧焊焊具，能夠完成立焊以及仰焊等焊接工作，且操作十分方便。在具體應(yīng)用過程中，其可以利用各傳感器進(jìn)行焊縫的跟蹤，使弧長得到有效的控制。但在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行具體應(yīng)用的過程中，對(duì)于零件匹配性具有較高的要求，如果零件間隙不夠平整或者是不夠均勻，就容易產(chǎn)生缺陷問題，影響焊接質(zhì)量;涂膠機(jī)器人可以對(duì)涂膠槍進(jìn)行控制，能夠在四門兩蓋以及車頂天窗等位置涂敷密封膠、點(diǎn)焊膠以及減震膠等，在這種情況下，不僅能夠準(zhǔn)確的控制膠流量，還能在一些較為復(fù)雜的空間環(huán)境或者是位置上進(jìn)行操作，可以將工作保質(zhì)保量的完成;螺柱焊機(jī)器人能夠?qū)β葜笜屵M(jìn)行操作，并將螺柱焊接有效完成，其不僅可以保證焊接的精度和質(zhì)量，還不需要使用導(dǎo)套夾具進(jìn)行螺柱焊的定位。裝配機(jī)器人以及持件機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地抓取工件，并在車身上進(jìn)行裝配;激光機(jī)器人能夠通過相關(guān)器械完成激光焊接操作，但在具體操作的過程中需要機(jī)器人具有較高的重復(fù)精度。雖然機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，但由于其成本投入要遠(yuǎn)高于人力成本，因此，該項(xiàng)技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍還非常有限，在我國的應(yīng)用則大多是在人工操作無法保證質(zhì)量的崗位[5]。

3.4 激光-MIG復(fù)合焊技術(shù)

電弧焊和激光焊的焊接工藝存在很大的差異，其中激光焊能夠利用光線向工件進(jìn)行能量的傳輸，而電弧焊則是以弧柱進(jìn)行能量傳輸?shù)?。相比于電弧焊，激光焊具有較為狹窄的熱影響區(qū)，且焊縫具有較高的深寬比，焊接效率也非常可觀，而缺點(diǎn)在于焦點(diǎn)直徑較小，因此，其焊縫搭橋能力較弱。而電弧焊具有較低的能量密度和較大的加熱面積，但焊接效率相對(duì)較低。這種激光復(fù)合焊主要是對(duì)兩種焊接技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的疊加，能夠使電弧和激光束同時(shí)在焊接區(qū)工作，有效提升焊接的質(zhì)量。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了汽車生產(chǎn)工藝及焊接質(zhì)量的優(yōu)化，同時(shí)也大大提升了焊接操作的效率[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于汽車制造而言，焊接技術(shù)具有至關(guān)重要的作用，對(duì)其進(jìn)行有效的應(yīng)用，不僅能夠提升零部件生產(chǎn)的質(zhì)量，還能使汽車制造水平得到進(jìn)一步的提升，因此，相關(guān)領(lǐng)域一定要對(duì)各種焊接技術(shù)保持高度的重視，在對(duì)其加強(qiáng)研究的同時(shí)，進(jìn)行合理的應(yīng)用，使其能夠在汽車生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王冰禹.淺析焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用與前景[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018，16（008）：4750-4751.

[2]陸戴.淺析焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用與前景[J]. 商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展， 2017，23（009）：861-861.

[3]陳根軍，范文剛.淺談汽車生產(chǎn)中二保焊焊接應(yīng)用的質(zhì)量缺陷及其措施[J]. 南方農(nóng)機(jī)，2018，49（17）：205+213.

[4]崔時(shí)軍.淺談焊接機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展態(tài)勢[J].消費(fèi)電子， 2017，20（012）：136-136.

[5]諸勇.淺談焊接機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2019，35（002）：9.

[6]楊晉，張善華.激光及其復(fù)合焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技信息， 2018，28（032）：482-483.