焊接技術(shù)在汽車車身焊接中的應(yīng)用

裴志偉 趙晟業(yè)

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車已經(jīng)不再像20世紀(jì)一樣罕見，基本上每個(gè)家庭都有一部屬于自己的私家車，汽車的普及速度讓人刮目相看。主要是因?yàn)轱w速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)提高了人們的生活水平，人們有能力購買私家車了，汽車也不再是奢侈品了。而市場(chǎng)上價(jià)位不等多種類型的汽車也滿足了不同階層的人的購買力。這就大大方便了人們的出行，也促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而交通路況的改善為汽車的出行提供了便利條件，不管是日常的上下班還是節(jié)假日的全家出游，家庭轎車的行駛公里數(shù)也在不斷增加，長時(shí)間的使用必然會(huì)對(duì)車身造成一定的損壞。因此，研究焊接技術(shù)不僅可以提高汽車制造的質(zhì)量，還能減少成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。

關(guān)鍵詞：汽車車身;焊接技術(shù);電阻焊;激光焊;膠接點(diǎn)焊

1 電阻焊技術(shù)

1.1 中頻電阻焊

在中頻電阻焊中，它的控制電源是三相交流電經(jīng)過整流電路后變成脈動(dòng)直流電的過程，然后通過由功率開關(guān)器件組合而成的逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l方，再與變壓器進(jìn)行連接，經(jīng)過變壓器的降壓后通過整流電路變成脈動(dòng)電流，將電流以直流電的形式供給電極，最后進(jìn)行焊接工作。在進(jìn)行生產(chǎn)車身的零部件時(shí)，主要用到的設(shè)備是能夠提供固定式的大功率中頻電阻焊，可以對(duì)車身的零部件進(jìn)行凸焊或者多頭點(diǎn)凸焊等。在進(jìn)行裝焊車身的生產(chǎn)過程中，在懸掛式電焊鉗以及機(jī)器人電焊鉗上會(huì)用到中頻電阻焊。近幾年來，中頻電焊已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到鍍鋅鋼板和高強(qiáng)度鋼板的焊接上面。例如，在大眾、寶來等生產(chǎn)線上會(huì)做出如下規(guī)定：凡是進(jìn)行焊接高強(qiáng)度鋼板或者鍍鋅鋼板時(shí)都必須應(yīng)用中頻電焊技術(shù)。

1.2 伺服點(diǎn)焊鉗

目前伺服點(diǎn)焊鉗已經(jīng)成為點(diǎn)焊技術(shù)里的一個(gè)新技術(shù)。經(jīng)由伺服電機(jī)或者是伺服氣缸來規(guī)劃焊接的具體行程和焊接壓力。伺服控制器既可以充當(dāng)焊接機(jī)器人里的一部分控制系統(tǒng)，也可以當(dāng)作單獨(dú)的伺服控制器，通過它來讓焊接壓力經(jīng)由反饋傳感器生成可編程的伺服加壓系統(tǒng)，這個(gè)過程可以為整個(gè)焊接過程中需要的動(dòng)態(tài)焊接壓力提供保證，產(chǎn)生最合適的電極壓力。相對(duì)于常規(guī)的加壓系統(tǒng)來說，伺服焊鉗在進(jìn)行加壓時(shí)可以高出常規(guī)的五倍之多，并且能夠?qū)吼伒仍蛟斐傻膲毫Σ▌?dòng)進(jìn)行自動(dòng)的補(bǔ)償，在進(jìn)行強(qiáng)頂鍛壓力的焊接鋼材過程中能夠很好的滿足其需求。而且還能夠在高強(qiáng)度鋼板、不同厚度以及層數(shù)的工件進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)提高其點(diǎn)焊質(zhì)量。如果將機(jī)器人伺服點(diǎn)焊技術(shù)和中頻電阻焊技術(shù)相結(jié)合，往往會(huì)將其最大的優(yōu)越性發(fā)揮出來。

1.3 一體式點(diǎn)焊鉗

將焊接變壓器和點(diǎn)焊鉗合為一體之后就形成了一體式點(diǎn)焊鉗。它的最大優(yōu)勢(shì)就是將變壓器集中于焊鉗內(nèi)部，有效的縮短了焊接過程中的二次回路現(xiàn)象，并且減少了電能的消耗，同時(shí)降低了對(duì)電源容量的需求，對(duì)節(jié)能也有很好的幫助。一體式點(diǎn)焊鉗已經(jīng)在機(jī)器人焊接的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分應(yīng)用。隨著引進(jìn)多種車身的新材料以及對(duì)焊接質(zhì)量要求的不斷提高，在焊接機(jī)器人生產(chǎn)線上已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了伺服中頻點(diǎn)焊鉗。在國內(nèi)的很多汽車制造廠里，已經(jīng)廣泛應(yīng)用了懸掛式的一體式點(diǎn)焊鉗，這種方式是手工操作的，可以保障操作者的安全，操作過程也很方便，可以有效達(dá)到節(jié)能的目的。

2 激光焊接技術(shù)

車身制造工藝中的車身的焊接與拼接坯板焊接通常利用激光焊接，不但可以改善車身的抗沖擊性和抗疲勞性，而且可以大幅提高汽車的品質(zhì)。目前激光焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車車身各部件的制造中。奧迪、菲亞特、寶馬、通用、福特、豐田和日產(chǎn)等汽車制造商都先后在車身加工中應(yīng)用激光拼焊技術(shù)。由于激光焊接采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，具有很強(qiáng)的靈活性和機(jī)動(dòng)性，加上激光焊接在工藝上的優(yōu)點(diǎn)，幾乎所有不分厚度、型號(hào)、種類、品質(zhì)的材料可以通過激光焊接在一起，制成各種形狀的零件，從而大大提高車身設(shè)計(jì)的靈活性。這種拼接板坯料不但可設(shè)計(jì)制造出強(qiáng)度可靠、整體性好的車身結(jié)構(gòu)件，又可降低車身質(zhì)量、減少材料用量，并減少零部件制造和焊接工作量，達(dá)到降低制造成本的目的，并使得車身的安全性和抗腐蝕性能都有大幅度提高，車身結(jié)構(gòu)大大簡化。如果車身制造使用點(diǎn)焊，需要16mm的凸緣寬度，激光焊接只需要5mm的凸緣寬度。把點(diǎn)焊改為激光焊，每輛車就可以節(jié)省大量的鋼材。激光焊比傳統(tǒng)點(diǎn)焊具有更高的效率，點(diǎn)焊速度通常為0.5m/min，而激光焊接速度可以達(dá)到5m/min以上。到目前為止，美國三大汽車公司已經(jīng)有50%的電阻電焊生產(chǎn)線，被激光焊接生產(chǎn)線替代。激光焊接在日本工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為世界矚目，他們開發(fā)出在汽車車身制造中采用將薄鋼板實(shí)施激光焊接后沖壓成型的新方法已被世界上各大汽車廠商采用。而在德國，奧迪是最早使用激光焊接的汽車公司，它每天使用激光焊接可以生產(chǎn)2000件車身輔助車架。寶馬、沃爾沃、歐寶汽車公司也擁有了自己的用于車身和覆蓋件制造的激光焊接與切割生產(chǎn)線。意大利菲亞特汽車公司采用激光焊接技術(shù)是來完成車身中的鋼板組件的焊接。因其性能的優(yōu)越性，高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件在汽車車身制造中使用得越來越多。

3 膠接點(diǎn)焊技術(shù)

點(diǎn)焊接頭由于受載，會(huì)在焊點(diǎn)處產(chǎn)生較大的應(yīng)力，雖然膠接的接頭具有很好的抗疲勞性，但是它的靜強(qiáng)度比較差，甚至接頭的性能會(huì)隨著膠層的老化進(jìn)一步的降低。因此，為了將點(diǎn)焊接頭的抗疲勞性有效的提高，提出了一種能夠把電阻點(diǎn)焊與膠接進(jìn)行復(fù)合的膠接點(diǎn)焊這一新工藝，在工件需要點(diǎn)焊的部位涂抹一些膠然后進(jìn)行點(diǎn)焊。通過這種方式可以有效的增強(qiáng)膠焊接頭的靜強(qiáng)度，還能提高膠接接頭的抗疲勞性以及密封性等，并且提高了它的聲學(xué)性能。這種新型的焊接技術(shù)主要用于鍍鋅鋼板以及鋁合金等的連接上，并且它在連接異種材料的過程中潛力很大，應(yīng)用前景非常廣闊，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有的連接工藝還無法完成的連接技術(shù)。目前，在我國國內(nèi)的汽車車身制造行業(yè)已經(jīng)將膠焊技術(shù)進(jìn)行了一定范圍的應(yīng)用。據(jù)了解，目前日本已經(jīng)利用全膠焊接技術(shù)生產(chǎn)出了汽車。

4 結(jié)語

市場(chǎng)需求的不斷變化要求汽車車身焊接技術(shù)也要跟上這一步伐，車身焊接技術(shù)不僅代表著汽車的發(fā)展，也代表著整個(gè)時(shí)代的發(fā)展。

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