汽車后流水槽連接工藝研究

劉美娜，高 博

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

前言

隨著中國汽車工業(yè)實力和人民生活水平的不斷提高，汽車不僅僅作為交通工具供人們使用，而且汽車性能、外觀、質(zhì)量等也越來越受到關(guān)注。汽車后流水槽作為消費(fèi)者可見的外觀面，其質(zhì)量直接影響整車的感官品質(zhì)，因此要對后流水槽處的連接提出更好的解決方案。本文針對汽車后流水槽比較成熟的連接工藝包括點焊、阿普拉斯焊、CMT釬焊和激光釬焊進(jìn)行簡單介紹，從成本、可操作性及感官品質(zhì)等方面對比分析，并且總結(jié)各連接方式的優(yōu)缺點，為實際生產(chǎn)過程中連接方式的選擇提供參考。

1 主要連接方式

1.1 點焊

點焊由于具有操作簡單、成本低等特點，因而被汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用。各大車企采用點焊焊接后流水槽，不僅生產(chǎn)效率較高，而且多車型可柔性使用焊接設(shè)備，但是由于焊點表面常常存在扭曲、壓痕過深等缺陷，對流水槽的外觀品質(zhì)帶來嚴(yán)重影響，如圖1所示。為了改善焊點的壓痕過深和扭曲狀態(tài)，可在外觀焊點處增加銅墊進(jìn)行間接焊。部分車型在流水槽處用飾板來遮擋焊點，焊點被隱藏在飾板里，避免直觀看到焊點外觀狀態(tài)，但是成本相對增加，如圖2所示。奔馳采用點焊后涂膠，均勻涂布的膠將焊點遮擋，外觀平整，但成本也會相對增加，如圖3所示。

圖1 點焊

圖2 點焊加飾板

圖3 點焊+涂膠

1.2 阿普拉斯焊

阿普拉斯焊是基于電阻焊原理，采用較小的能量輸入，并在極短的時間內(nèi)達(dá)到脈沖峰值使零件與零件達(dá)成熔合的焊接技術(shù)。這種技術(shù)通電時間短、電流脈沖大、熱輸入量小，焊點熱影響區(qū)非常小，焊點外觀沒有壓痕及扭曲等外觀缺陷，是提高焊點外觀品質(zhì)的一種極好的手段[1]。目前，此技術(shù)在通用系包括昂科威、凱迪拉克和君威等車型廣泛使用，經(jīng)過涂裝電泳噴漆后，幾乎看不出焊接痕跡，外觀品質(zhì)非常好，如圖4所示。但其施焊前需要使用專門的制凸設(shè)備在待焊工件表面預(yù)制凸臺，相比點焊設(shè)備投入成本增加，但遠(yuǎn)低于激光焊設(shè)備的投入成本。阿普拉斯焊上下電極與凸臺的對中性影響焊接質(zhì)量，因此要嚴(yán)格控制鈑金件的成型精度及零件定位精度。

圖4 阿普拉斯焊

1.3 CMT釬焊

CMT焊接時電弧加熱集中，熱輸入量比 MIG 釬焊低25%左右，因此焊后產(chǎn)生的焊接變形量較小。由于其焊接效率較高，焊縫較為美觀，密封性能較好，成本相對較低，因此越來越廣泛地應(yīng)用在汽車行業(yè)中[2]。汽車后流水槽位置鈑金板厚較薄，采用常規(guī)電弧焊熱輸入量過大，焊后變形難以控制，奧迪A7將CMT釬焊應(yīng)用在后流水槽焊接中，取得了很好的效果[3]，如圖5所示。

圖5 CMT釬焊

1.4 激光釬焊

隨著激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，其在車身制造中應(yīng)用越來越廣泛，主要被用于汽車四門、前后蓋、頂蓋和側(cè)圍外板等零部件的連接[4]。采用激光釬焊的后流水槽，焊后鈑金變形小，焊縫成型美觀，質(zhì)量穩(wěn)定，很好地保證了外觀品質(zhì)，如圖6所示，并且工作效率大幅提高。但是激光焊接設(shè)備成本相對較高，而且對于待工件之間的裝配精度要求較高，因此并沒有得到特別廣泛的應(yīng)用。

圖6 激光釬焊

2 對比分析

以上各種連接方式從連接成本、美觀性以及一次性投入成本等方面進(jìn)行對比，如表1所示。實際生產(chǎn)過程中對連接方式的選擇要綜合考慮以下多個因素。

表1 連接方式對比

3 結(jié)論

綜上所述，本文介紹了汽車后流水槽的主要連接方式，包括點焊、阿普拉斯焊、CMT釬焊和激光釬焊，并且從連接成本、外觀美觀性以及一次性投入成本等方面進(jìn)行對比，得出結(jié)論：傳統(tǒng)的電阻點焊工藝容易產(chǎn)生焊點扭曲，表面壓痕較深，影響流水槽感官品質(zhì)；阿普拉斯焊焊點外觀質(zhì)量好、節(jié)能環(huán)保且具有減重降本的優(yōu)勢，它能夠很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)點焊和釬焊所存在的缺陷。CMT釬焊和激光釬焊可以減小焊接變形和壓痕問題，且 CMT釬焊成本較低，但激光釬焊存在設(shè)備投資高、質(zhì)量控制難等弊端。以上結(jié)論為實際生產(chǎn)過程中汽車后流水槽連接方式的選擇提供參考。