焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的應(yīng)用惭缰。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)崩溪、變速器、車橋溢谤、車架瞻凤、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術(shù)的應(yīng)用世杀。在汽車零部件的制造中阀参，點(diǎn)焊、凸焊瞻坝、縫焊蛛壳、滾點(diǎn)（凸）焊、焊條電弧焊牢簸、CO2氣體保護(hù)焊骨矗、氬弧焊、氣焊渺类、釬焊烛储、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中惰采，由于點(diǎn)焊颂鞭、氣體保護(hù)焊综翠、釬焊具有生產(chǎn)量大栋锣、自動(dòng)化程度高、高速涤墙、低耗谍竿、焊接變形小、易操作的特點(diǎn)惯缚，所以特別適合汽車車身薄板覆蓋零部件的焊接路影，因此在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最多。在投資費(fèi)用中點(diǎn)焊約占75%屋群，其他焊接方法只占25%闸婴。

　　汽車工業(yè)所用焊接方法及零部件的應(yīng)用情況

　　1.電阻焊

　』的印（1）點(diǎn)焊：主要用于車身總成、地板邪乍、車門降狠、側(cè)圍、后圍庇楞、前橋和小零部件等的焊接榜配。

　　（2）多點(diǎn)焊：用于車身底板吕晌、載貨車車廂蛋褥、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋和行李箱蓋等的焊接睛驳。

　±有摹（3）凸焊及滾凸焊：用于車身零部件、減振器閥桿乏沸、制動(dòng)蹄弃理、螺釘、螺帽和小支架等的焊接铛田。

　」冶摹（4）縫焊：用于車身頂蓋雨檐、減振器封頭嚣历、燃油箱叼叙、消聲器和機(jī)油盤等的焊接。

　∶思贰（5）對(duì)焊：用于鋼圈么酪、進(jìn)排氣閥桿、刀具等的焊接腻俏。

　　2.電弧焊

　〕つ帷（1）CO2保護(hù)焊：用于車廂、后橋目尘、車架瞻替、減振器閥桿、橫梁诺秒、后橋殼管遥倦、傳動(dòng)軸、液壓缸和千斤頂?shù)鹊暮附印?

　≌季狻（2）氬弧焊：用于機(jī)油盤袒哥、鋁合金零部件的焊接和補(bǔ)焊。

　∠浴（3）焊條電弧焊：用于厚板零部件堡称，如支架瞎抛、備胎架、車架等的焊接却紧。

　⌒鍪А（4）埋弧焊：用于半橋套管、法蘭啄寡、天然氣汽車的壓力容器等的焊接豪硅。

　　3.特種焊

　　（1）摩擦焊：用于汽車閥桿挺物、后橋懒浮、半軸、轉(zhuǎn)向桿和隨車工具等的焊接盘胯。

　∩竟恪（2）電子束焊：用于齒輪、后橋等的焊接刚驶。

　∈Ｖ（3）激光焊割：用于車身底板、齒輪牙吼、零件下料及修邊等的焊接瞭剧。

　　4.氧乙炔焊

　　用于車身總成的補(bǔ)焊。

　　5.釬焊

　　用于散熱器柱称、銅與鋼件盘挠、硬質(zhì)合金的焊接。

　　電阻點(diǎn)（凸）焊工藝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

　　1.電阻點(diǎn)（凸）焊技術(shù)現(xiàn)狀目前臼磁，汽車制造廠商所采用的阻焊設(shè)備的次級(jí)輸出主要是工頻交流和直流兩種遗挚，其額定功率一般在63kVA以上，最高的達(dá)400kVA或更高吊磕，電能消耗較大勃犬。阻焊控制器大部分為天津陸華科技開發(fā)公司生產(chǎn)的WDK或HW系列控制器和少量的KD7和KD9型控制器。KD7型控制器挎狸，其控制精度較差扣汪；WDK或HW系列控制器對(duì)電流的控制精度較高，約為±3%伟叛，同時(shí)具備了多脈沖焊接功能私痹，基本能滿足低碳鋼或鍍鋅板的焊接脐嫂。

　　在點(diǎn)焊過(guò)程中统刮，影響焊點(diǎn)質(zhì)量的因素有焊接時(shí)間、焊接電流账千、焊接壓力侥蒙、電極的端面形狀暗膜、穿過(guò)電極的鐵磁性物質(zhì)、分流等鞭衩。特別在阻焊設(shè)備較多的焊接車間学搜，同時(shí)工作的焊機(jī)相互感應(yīng)，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響论衍，嚴(yán)重時(shí)影響控制器的觸發(fā)瑞佩，導(dǎo)致焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性較差。

　　在汽車制造中瓤计，焊接質(zhì)量的優(yōu)劣是制造商和用戶共同關(guān)注的焦點(diǎn)智谓，焊接質(zhì)量主要依靠焊接設(shè)備來(lái)保證。對(duì)車身點(diǎn)焊而言圾峭，主要由控制器保證設(shè)定焊接參數(shù)在一定的波動(dòng)范圍內(nèi)嚎蛀，從而獲得穩(wěn)定的焊點(diǎn)質(zhì)量。以恒流控制方式為主的國(guó)產(chǎn)控制器基本能滿足軟鋼和鍍鋅鋼板的焊接堤谴，但其控制精度還需進(jìn)一步提高缰畦，對(duì)焊接電流的控制仍是開環(huán)控制，隨工況的變化其焊點(diǎn)質(zhì)量的一致性很難保證栋固。

　　為了獲得可靠的焊接質(zhì)量肥稠，焊接檢驗(yàn)必不可少。在車身制造中埋署，焊點(diǎn)檢測(cè)方法采用非破壞性抽樣檢查里状，可能開焊的焊點(diǎn)未被檢查出來(lái)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量吩捞。如果能保證焊點(diǎn)100%合格鳞编，每臺(tái)車身可減少焊點(diǎn)數(shù)量約200點(diǎn)，即可節(jié)約成本約80元渐扮。

　　因此论悴，點(diǎn)（凸）焊質(zhì)量的在線檢測(cè)與控制技術(shù)對(duì)保證點(diǎn)（凸）焊質(zhì)量的可靠性和一致性非常重要，該項(xiàng)技術(shù)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究墓律。實(shí)時(shí)監(jiān)控的方法很多膀估，但能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的并不常見(jiàn)。

　　2.點(diǎn)焊質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　〕芊怼（1）控制模式察纯。由單模式控制發(fā)展為多模式控制，動(dòng)態(tài)電阻監(jiān)控针肥、動(dòng)態(tài)電極位移監(jiān)控都是實(shí)現(xiàn)這種控制的綜合模式饼记，即動(dòng)態(tài)電阻差值與動(dòng)態(tài)電阻變化速率相綜合；最大位移與位移速度相綜合慰枕。

　【咴颉（2）控制方法即纲。由一種監(jiān)控方法發(fā)展為多種監(jiān)控方法。

　〔├摺（3）調(diào)節(jié)參量低斋。由初始的單變量調(diào)節(jié)（焊接時(shí)間或焊接電流）發(fā)展為多變量調(diào)節(jié)，即在焊接過(guò)程中同時(shí)對(duì)焊接電流刹震、焊接時(shí)間和焊接壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)司逗。

　　（4）在控制決策上环自，已由常規(guī)的控制決策方式（由被控制參數(shù)的偏差值通過(guò)查表確定其控制參數(shù)的調(diào)節(jié)量）向人工智能（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)休敛、模糊邏輯等）決策方式發(fā)展。

　　點(diǎn)焊和縫焊電極的使用壽命直接影響著汽車制造成本和焊接質(zhì)量宅殿，在鍍層鋼板的焊接中尤其嚴(yán)重史糕。點(diǎn)焊電極材料主要包括：鉻鋯銅、彌散強(qiáng)化銅诞书、鈹青銅等锤知。彌散強(qiáng)化銅合金材料，其常溫和高溫硬度快檀、導(dǎo)電率均優(yōu)于鉻鋯銅材料贩纵。采用彌散強(qiáng)化銅電極其使用壽命是鉻鋯銅電極的2～4倍。但其成本高于鉻鋯銅材料都晶。在國(guó)內(nèi)懒叛，汽車制造廠主要采用鉻鋯銅電極，有少部分合資公司采用彌散強(qiáng)化銅電極耽梅，且依賴進(jìn)口薛窥。為了提高電極的使用壽命，國(guó)內(nèi)外學(xué)者正在研究涂層電極的應(yīng)用眼姐，據(jù)報(bào)道其使用壽命與常用的鉻鋯銅電極相比可提高5～6倍诅迷，并且成本也較低。

　　目前众旗，電阻焊機(jī)大量使用交流50Hz的單相交流電源罢杉，其容量大、功率因數(shù)低贡歧。發(fā)展三相低頻電阻焊機(jī)滩租、三相次級(jí)整流焊機(jī)（已在普通型點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)利朵、凸焊機(jī)中應(yīng)用）和IGBT逆變電阻焊機(jī)律想，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問(wèn)題。同時(shí)還可進(jìn)一步節(jié)約電能，利于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的微機(jī)控制搂物，可更好地適用于焊接鋁合金蝠笔、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接读铁。另外囱蕴，還可進(jìn)一步減輕設(shè)備質(zhì)量。

　　目前砂两，由于國(guó)產(chǎn)逆變點(diǎn)焊機(jī)的性能還不能滿足使用要求朋堪，因此國(guó)內(nèi)所用逆變點(diǎn)焊機(jī)主要依賴于進(jìn)口。在載貨車車身制造中汪汰，所采用的材料為08Al和鍍鋅板盹扮，采用常用的點(diǎn)焊機(jī)即可。但在轎車車身制造中步盼，隨著鋁鎂合金的使用量不斷增加字拒，只有采用逆變點(diǎn)焊機(jī)才能獲得較好的點(diǎn)焊質(zhì)量。

　　弧焊技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

　　1.弧焊技術(shù)現(xiàn)狀在汽車制造中樊鲁，大量采用弧焊工藝投嫂，主要以MIG/MAG焊為主。焊接電源主要采用晶閘管電源和逆變電源蔗彤，并針對(duì)不同的焊接結(jié)構(gòu)件川梅，采用大量自動(dòng)化程度較高的焊接方法。但由于焊接坡口位置的重復(fù)精度較差然遏，焊槍的行走軌跡容易偏離坡口位置贫途，因此造成焊縫有缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量待侵。例如丢早，儲(chǔ)氣筒本體的直焊縫和與端蓋連接處的環(huán)焊縫；沖焊橋殼的直縫及環(huán)縫等秧倾。目前香拉，在此類零件的自動(dòng)焊接專機(jī)上，均未采用焊縫跟蹤技術(shù)中狂，在實(shí)際生產(chǎn)中須人工監(jiān)控焊槍的位置凫碌，并根據(jù)焊槍相對(duì)坡口的偏離位置而不斷地調(diào)整其位置，其可控性差胃榕，容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題盛险，且增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外勋又，在白車身的裝焊中颅婴，由于車身總成的重復(fù)精度較差，車身焊裝線上的弧焊機(jī)器人的焊槍通過(guò)示教編程后，在生產(chǎn)中很容易偏離焊接位置汗钳，從而產(chǎn)生焊接缺陷梧货。通過(guò)采用焊縫跟蹤技術(shù)，減少焊接缺陷磺瓤，提高焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)效率镐催，且降低成本。

　　目前设连，焊縫跟蹤形式有機(jī)械跟蹤椅豆、電弧跟蹤、CCD攝像蛀蜀，激光跟蹤等方法沽叠。機(jī)械跟蹤方法較容易實(shí)現(xiàn)，精度相對(duì)較低报斗；電弧跟蹤菊榨，CCD攝像的精度相對(duì)較高，對(duì)執(zhí)行元件的控制精度要求較高夫啊。精度高的焊接專用設(shè)備或機(jī)器人函卒，由于制備工件坡口時(shí)存在誤差和裝配誤差，導(dǎo)致焊接機(jī)器人缺少對(duì)工件的自適應(yīng)能力涮母。效果比較好的是用激光視覺(jué)傳感器系統(tǒng)谆趾，它能夠自動(dòng)識(shí)別焊縫位置，在空間尋找和跟蹤焊縫叛本，尋找焊縫起沪蓬、終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)焊槍跟隨焊縫位置自適應(yīng)控制来候。但這種方法不太適合轎車底盤零件的焊接跷叉，因轎車底盤零件機(jī)器人系統(tǒng)的夾具允許機(jī)器人工作的空間范圍很小，很難實(shí)現(xiàn)附帶激光跟蹤頭焊槍的焊接营搅。為此云挟，可使用的焊縫自動(dòng)跟蹤技術(shù)為電弧電壓跟蹤傳感器，該系統(tǒng)具有尋找焊縫起始點(diǎn)转质、終點(diǎn)及弧長(zhǎng)參考點(diǎn)园欣，在焊接過(guò)程中根據(jù)弧長(zhǎng)的變化，用電弧傳感器控制電壓自適應(yīng)控制埠限。這種方法也只能應(yīng)用于角接接頭形式幔膝，對(duì)于轎車底盤零件大量的薄板搭接焊縫，因無(wú)法尋找弧長(zhǎng)參考點(diǎn)亦無(wú)法應(yīng)用旦珊。

　　2.高效弧焊技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　脈沖GMAW（P-GMAW）抑驹、雙絲MIG/MAG焊（Twin-Wire毕模，Tandem-Wire）等代表了當(dāng)前在汽車制造中應(yīng)用的高效、高速焊接新工藝盈侣。這兩種焊接方法與機(jī)器人相配合腌哎，能充分體現(xiàn)高效化焊接的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)在空間的可達(dá)性瘩穆、焊接速度完美的協(xié)同和組合晰淋。

　　P-GMAW電弧過(guò)程具有好的穩(wěn)定性，能有效地保證焊縫質(zhì)量的一致性嘉容，改善了由于短路過(guò)渡焊接過(guò)程較低的熱輸入造成的熔深不足架独。P-GMAW的射流過(guò)渡方式適用于薄板材料的高速焊接挠囚、鋼或鋁合金的車身框架結(jié)構(gòu)的全位置焊接饿呢。在Audi A8全鋁合金車身框架結(jié)構(gòu)的管狀型材和接合點(diǎn)的焊接中，均大量地采用了P-GMAW的工藝堪遂。

　　雙絲MIG/MAG焊有2種基本形式：一種是雙絲焊接工藝（Twin-Wire）介蛉，2個(gè)焊絲都是采用同樣的焊接參數(shù)；另一種是Tandem-Wire溶褪，采用2個(gè)獨(dú)立的噴嘴和2個(gè)獨(dú)立的電源币旧，每個(gè)電弧有自己獨(dú)立的焊接參數(shù)。機(jī)器人的鋁合金脈沖MIG焊及Tandem焊的焊速分別為60～80cm/min猿妈、180～210cm/min吹菱。由此看來(lái)，大力發(fā)展雙絲焊接工藝并與焊接機(jī)器人配合可大大提高生產(chǎn)效率彭则。

　　摩擦焊工藝的應(yīng)用

　　在國(guó)內(nèi)汽車制造中鳍刷，摩擦焊工藝應(yīng)用于汽車零件加工方面，其范圍較窄俯抖，一般用于刀具和其他車用輔助工具的制造输瓜。該焊接工藝為固態(tài)焊接，焊縫熱影響區(qū)相對(duì)較窄芬萍，晶粒細(xì)小尤揣，焊縫質(zhì)量較易控制，制造成本相對(duì)較低她忱，特別是在以焊代鍛的結(jié)構(gòu)上采用則優(yōu)勢(shì)更為明顯蝇莲。例如，汽車半軸等軸類零件园秫，其毛坯制造工藝為整體鍛造結(jié)構(gòu)闭腊，采用水平分模平鍛，其設(shè)備投資較高枫技，并且熱鍛模的維修費(fèi)用較高行翘。若采用摩擦焊工藝將整體鍛造結(jié)構(gòu)改為鍛焊結(jié)構(gòu)相吭，可將水平分模平鍛機(jī)改為熱鍛模壓力機(jī)，減少設(shè)備投資和熱鍛模的維修費(fèi)用领末，即可降低成本郊拄。另外，還可以采用摩擦焊工藝代替CO2氣體保護(hù)焊工藝焊接部分軸類零件痘涧，提高生產(chǎn)效率楚陶，降低制造成本。例如纤壁，傳動(dòng)軸左刽、萬(wàn)向轉(zhuǎn)向節(jié)叉等。目前酌媒，傳動(dòng)軸欠痴、萬(wàn)向轉(zhuǎn)向節(jié)叉等零件的焊接工藝均為CO2氣體保護(hù)焊，容易產(chǎn)生焊接缺陷秒咨，焊縫質(zhì)量較難控制喇辽，且需要消耗大量的CO2氣體和焊絲等輔料，生產(chǎn)效率相對(duì)較低雨席。若采用摩擦焊工藝菩咨，不用填充任何輔助材料，且有利于改善作業(yè)環(huán)境陡厘，減少污染抽米。

　　在汽車零部件規(guī)模化生產(chǎn)中糙置，摩擦焊技術(shù)占有較重要的地位云茸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)罢低、德國(guó)谎拴、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的一些著名的汽車制造公司，已有百余種汽車零件采用了摩擦焊技術(shù)和月。采用摩擦焊技術(shù)的汽車零部件大致有3類：異種材料組合呐品，如發(fā)動(dòng)機(jī)雙金屬（空心）排氣門、渦輪增壓器等逸铆；鍛焊復(fù)合結(jié)構(gòu)垒汉，如半軸、凸輪軸苦钱、轉(zhuǎn)向節(jié)盛闻、叉等；解決關(guān)鍵技術(shù)避晾，如氣囊充氣器悼晨、連身齒輪組抑昨、傳動(dòng)齒輪組等。因此蛙梆，在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用摩擦焊技術(shù)勢(shì)在必行赚铅。

　　激光焊接

　　激光焊接的特點(diǎn)是被焊接工件變形極小，零件的裝配間隙很小扶踊，對(duì)零件和工裝的精度要求較高泄鹏。由于國(guó)內(nèi)汽車零件的精度較低，重復(fù)精度較差秧耗，對(duì)激光焊工藝的推廣應(yīng)用帶來(lái)了一定的難度备籽。目前，在國(guó)內(nèi)汽車制造中分井，應(yīng)用激光焊工藝的只有少數(shù)幾個(gè)合資公司车猬，如上海大眾等。

　　由于激光焊能量密度高杂抽，焊接深度/寬度比高诈唬，其焊接質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方法高韩脏。但是缩麸，如何保證激光焊接的質(zhì)量，即激光焊接過(guò)程的監(jiān)測(cè)與質(zhì)量控制赡矢，是激光利用領(lǐng)域的重要內(nèi)容杭朱。包括利用電感、電容洁拓、聲波窑笑、光電等各種傳感器，針對(duì)不同焊接對(duì)象和要求挑蚕，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)諸如焊縫跟蹤综界、缺陷檢測(cè)、焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目撵晨，通過(guò)反饋控制調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)贴祷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化激光焊接。在汽車工業(yè)中攒筛，激光技術(shù)主要用于車身焊接胎汁、坯板拼焊和零件焊接。

　　1.車身焊接

　　該工藝主要用于車頂焊鸳辈，其應(yīng)用可以減噪和適應(yīng)新的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)究勺。Volvo是最早開發(fā)車頂激光焊接技術(shù)的廠家。如今崩旱，德國(guó)大眾公司也已在Audi A6酱劫、Golf A4澄港、Passat等車頂采用了此項(xiàng)技術(shù)；BMW公司的5系列柄沮、Opel公司的Vectra車型等更是趨之若鶩慢睡。歐洲各大汽車廠的激光器絕大多數(shù)用于車頂焊接。

　　另外铡溪，車身（架）激光焊可以提高車身強(qiáng)度漂辐、動(dòng)態(tài)剛度。奔馳公司首先在C級(jí)車后立柱上采用了激光填絲焊接棕硫；BMW和GM公司在車架頂部采用了搭接焊髓涯；GM公司利用3kWYAG激光器在Aurora G型車上進(jìn)行車頂與車頂附件托架的焊接。

　　在車身制造中哈扮，采用激光焊技術(shù)纬纪，可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性，降低制造成本滑肉，提高車身的剛度包各，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　2.激光拼焊板的應(yīng)用

　　該技術(shù)可降低車身自重和成本靶庙，減少零件數(shù)量问畅，提高安全可靠性。

此項(xiàng)應(yīng)用最早源于Audi 100車的底板拼焊汁眶，目前已推廣到各大汽車公司款萎。豐田公司Tahara工廠生產(chǎn)的凌志（Lexus）車門板原來(lái)是用2種不同厚度、5種不同表面處理的多塊鋼板組成亮翁，現(xiàn)在只用1塊激光拼焊板代替饭里，大大提高了生產(chǎn)率。BMW公司1/3的汽車已采用激光拼焊板并臊。在美國(guó)健乾，1997年用于汽車工業(yè)的激光拼焊板將近1500萬(wàn)件，2000年達(dá)到4000萬(wàn)～6000萬(wàn)件帆疚。有專家預(yù)言煌害，激光拼焊板將成為一項(xiàng)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。

　　采用激光拼焊板應(yīng)用于車身制造曹均，可以減少零件斧壮、模具及焊接工裝數(shù)量，降低車身自重和成本纤悉，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力蔬咬。

　　3.齒輪及傳動(dòng)部件激光焊

　　齒輪及傳動(dòng)部件的焊接采用激光焊代替電子束焊，可減少變形沐寺、提高生產(chǎn)率林艘。20世紀(jì)80年代末盖奈，克萊斯勒（Chrysler）公司的Kokomo分公司購(gòu)進(jìn)9臺(tái)6kW CO2激光器用于齒輪激光焊接，其生產(chǎn)能力提高40%狐援。90年代初钢坦，美國(guó)三大汽車公司已投入40多臺(tái)激光器用于傳動(dòng)部件焊接。奔馳公司已經(jīng)研究利用激光焊接代替電子束焊接啥酱，因?yàn)榍罢吆缚p熱影響區(qū)小爹凹。

　　4.非金屬及對(duì)電磁性有要求的汽車零件的焊接

　　Volvo和大眾公司用激光焊接塑料燃油箱；許多廠家利用激光精細(xì)焊接發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器镶殷。

　　焊接機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用

　　焊裝生產(chǎn)線是由焊接設(shè)備禾酱、工裝夾具、傳輸系統(tǒng)和自動(dòng)控制等部分組成绘趋。因此颤陶，生產(chǎn)線的整體柔性程度由各組成部分的柔性程度所決定。其中静冯，焊接設(shè)備的柔性是決定焊裝生產(chǎn)線柔性程度的關(guān)鍵肿功，而工裝夾具是決定焊接生產(chǎn)線柔性程度的主要因素。

　　● 車身焊裝線上的焊接設(shè)備主要有手工焊設(shè)備狱鼎、自動(dòng)焊專機(jī)及焊接機(jī)器人3類卸矾。

　　● 手工焊接設(shè)備主要包括懸掛式點(diǎn)焊機(jī)、半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊機(jī)等篱辫，它們均屬于通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備势粱。通過(guò)人工操作完成焊接工作，其獨(dú)立性較強(qiáng)彪珍，便于安裝、調(diào)整及維修衔帚，且價(jià)格低廉屿拴，所以在生產(chǎn)發(fā)展的各個(gè)時(shí)代都得到了廣泛地應(yīng)用。

　　● 自動(dòng)焊專機(jī)包括多點(diǎn)焊機(jī)浴魏、臺(tái)式自動(dòng)焊機(jī)及各種焊接機(jī)械手笤茴。

　　這些專機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)作簡(jiǎn)單文宜、程序基本固定涕癣、制造成本及維修費(fèi)用高，只適用于某一種產(chǎn)品焊接前标，柔性程度低坠韩，所以只有在單一品種、大批量生產(chǎn)的焊裝生產(chǎn)線上采用炼列。以前只搁，一般在年生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬(wàn)輛以上的生產(chǎn)線上采用音比，現(xiàn)在只有年生產(chǎn)量更大的生產(chǎn)線才予以考慮。

　　● 焊接機(jī)器人是本體獨(dú)立氢惋，動(dòng)作自由度多洞翩，程序變更靈活、自動(dòng)化程度高焰望、柔性程度極高的焊接設(shè)備骚亿。具有多用途功能、重復(fù)精度高熊赖、焊接質(zhì)量高循未、抓取質(zhì)量大、運(yùn)動(dòng)速度快撰绕、動(dòng)作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)岩哥。焊接機(jī)器人是焊接設(shè)備柔性化的最佳選擇。焊接設(shè)備作為焊裝生產(chǎn)線的重要組成部分牺幻，是否采用焊接機(jī)器人是焊裝生產(chǎn)線柔性程度的重要標(biāo)志之一复罕。

　　汽車制造的批量化、高效率和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求魂拢，使機(jī)器人在汽車焊接生產(chǎn)中獲得了大量應(yīng)用塑业。據(jù)2001年的統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共有各類焊接機(jī)器人1040臺(tái)镜踪，而汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76%低柑，成為工業(yè)機(jī)器人的最主要用戶。東風(fēng)商用車車身廠第六焊裝車間總裝線采用了6臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人眶约，3臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)汉统。一汽車身廠十萬(wàn)輛新品駕駛室主焊線采用了21臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，點(diǎn)焊自動(dòng)化率達(dá)95%嚼龄。東風(fēng)車身廠六萬(wàn)輛新品駕駛室總裝線采用了10臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人暂畴，1臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)，點(diǎn)焊自動(dòng)化率不足60%吃溅。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大溶诞。

　　在國(guó)外，法國(guó)雷諾汽車公司與日本日產(chǎn)汽車公司都采用了全機(jī)器人的駕駛室焊裝線决侈，駕駛室的裝配螺垢、涂膠、點(diǎn)焊全部由機(jī)器人完成赖歌。

　　在國(guó)內(nèi)枉圃，點(diǎn)焊機(jī)器人上所配備的焊鉗均為氣動(dòng)焊鉗，焊接時(shí)沖擊力較大。同時(shí)讯蒲，由于工件的重復(fù)精度較差痊土，電極處于凸緣邊緣時(shí)，焊鉗易滑出墨林，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞被焊工件赁酝。另外，電極磨損量的監(jiān)控反饋精度較差旭等，影響焊接質(zhì)量酌呆。在國(guó)外，機(jī)器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗明疮，焊接時(shí)沖擊小忱脆，并能實(shí)現(xiàn)精確控制，提高焊接質(zhì)量儡矫。

　　銅散熱器硬釬焊技術(shù)的應(yīng)用

　　20世紀(jì)50年代圈蔬，汽車散熱器的制造主要采用銅材料錫焊工藝。20世紀(jì)60年代末到70年代初角殃，因銅材料成本是鋁材料的2～3倍杆谓，為了降低成本和自重，開始采用鋁制散熱器的釬焊工藝技術(shù)险丧，采用半自動(dòng)化和自動(dòng)化生產(chǎn)加工作業(yè)歼虽，但鋁散熱器的工藝過(guò)程復(fù)雜，并污染環(huán)境愧鹊。90年代以后而灸，新型銅硬釬焊散熱器比鋁散熱器的制造成本更低。銅硬釬焊散熱器具有鋁制散熱器不可替代的優(yōu)點(diǎn)如下惩赊。

　　● 釬焊速度快电湘，可降低加工成本。

　　● 銅的導(dǎo)熱性好万搔，強(qiáng)度和剛度大胡桨，可使材料的厚度減薄，為硬釬焊散熱器小型化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)瞬雹。

　　● 材料的回收和再生產(chǎn)利用率高。

　　但是刽虹，釬焊爐的溫升率較高酗捌，冷卻速度必須嚴(yán)格控制，即對(duì)釬焊爐的精確控制要求較嚴(yán)涌哲。目前胖缤，東風(fēng)公司銅散熱器的焊接采用了軟釬焊工藝，其焊縫的高溫強(qiáng)度較低阀圾，特別是在重型車上哪廓，焊縫的密封性較差狗唉。據(jù)報(bào)道，一汽將在新型載貨汽車上試用銅硬釬焊散熱器涡真。

　　經(jīng)世界許多知名企業(yè)的實(shí)踐證明音哟，銅硬釬焊工藝技術(shù)能在客車、載貨車和工程機(jī)械的散熱器吟因、暖風(fēng)機(jī)犯渣、機(jī)油冷卻器、冷凝器产歧、蒸發(fā)器及中冷器等產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)甥轿。

　　目前，Astro Air公司生產(chǎn)的銅硬釬焊散熱器系統(tǒng)已經(jīng)在公共汽車品庞、載貨車和其他工程設(shè)備中得到應(yīng)用绿相。日本NAJICO公司從2000年10月開始全面生產(chǎn)管帶式銅硬釬焊散熱器。

　　焊接數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用

　　在許多焊接結(jié)構(gòu)件中斋垫，由于焊接工藝本身的特點(diǎn)篷低，焊縫接頭（特別是弧焊接頭）存在著各種焊接缺陷和應(yīng)力集中，焊接應(yīng)力分布復(fù)雜院抛，引起承載能力下降和焊接變形唉私。采用常規(guī)的手段無(wú)法分析焊接應(yīng)力分布和預(yù)測(cè)焊接變形，很難控制焊接總成的質(zhì)量染突，因此采用數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行焊接應(yīng)力和焊接變形方面的研究很有必要捻爷。通過(guò)焊接數(shù)值模擬，可以模擬出焊接過(guò)程中的應(yīng)力和應(yīng)變的變化及分布情況份企，為制定合理的焊接工藝提供理論依據(jù)也榄。例如，客車車架焊接變形的控制司志，目前只能通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)獲得相對(duì)合理的焊接工藝甜紫，其試驗(yàn)存在著盲目性，且試驗(yàn)周期長(zhǎng)骂远、投入大囚霸。若采用數(shù)值模擬技術(shù)，可以經(jīng)濟(jì)激才、快速地模擬出正確的工藝方案拓型。在國(guó)內(nèi)，高校對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬技術(shù)研究的較多瘸恼，并且已有一些成功的應(yīng)用案例劣挫。

　　關(guān)于數(shù)值模擬軟件很多，如ANSYS和SYSWELD等各類模擬軟件。在2000年险悲，日本大阪大學(xué)結(jié)合科學(xué)研究所提出了一個(gè)5年完成耗資20億日元（2000萬(wàn)美元）的國(guó)家課題修梭，即“高效與安全焊接技術(shù)的開發(fā)”。它是一個(gè)焊接虛擬工程研究专勇，其目的是開發(fā)一個(gè)用戶界面友好的高效與安全焊接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)纸级，同時(shí)給出3個(gè)精密模擬程序，即焊接過(guò)程模擬程序硫薇、被焊區(qū)域組織預(yù)測(cè)程序和變形預(yù)測(cè)程序宴宠。近來(lái)，英國(guó)焊接研究所開發(fā)了一個(gè)“結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)系統(tǒng)”（SDPS）但治，可以用來(lái)預(yù)測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接變形碾危。

　　車身焊裝工藝的虛擬設(shè)計(jì)

　　在車身焊裝工藝設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的工藝分塊是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵习诬。目前丛铅，車身焊接工藝的設(shè)計(jì)水平主要取決于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法科學(xué)地判斷某個(gè)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣零短。為了提高工藝設(shè)計(jì)水平壤趴，必須采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)進(jìn)行虛擬工廠設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合瑞侮，可以優(yōu)化焊裝車間平面布置和工作單元布局的圆、預(yù)研工藝對(duì)產(chǎn)品的影響和各工序間的關(guān)聯(lián)、校驗(yàn)所需設(shè)備數(shù)量和對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的需求半火、計(jì)算生產(chǎn)面積和所需工人數(shù)越妈，而且可對(duì)焊裝線上的機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備及人體作業(yè)進(jìn)行仿真分析钮糖。

　　Delmia公司為汽車制造業(yè)提供了全面的解決方案梅掠，從白車身焊接、油漆店归、總裝的工藝規(guī)劃到加工仿真等阎抒，提供了一系列的軟件和整體解決方案。在通用消痛、豐田等汽車企業(yè)中且叁，都大量應(yīng)用了Delmia公司的軟件，通用卡車公司把Delmia公司作為唯一的數(shù)字制造解決方案供應(yīng)商秩伞。上海交通大學(xué)CIMS研究所應(yīng)用Delmia軟件在上海大眾汽車有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目中也獲得了很好的效益谴古。

　　Delmia BIW是應(yīng)用于汽車白車身規(guī)劃與仿真的一套解決方案。用戶可以利用BIW并行開發(fā)白車身焊接工藝及機(jī)器人加工單元仿真拭兢。BIW支持整個(gè)企業(yè)各部門瀏覽與利用PPR數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種信息。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　從20世紀(jì)50年代開始，中國(guó)汽車制造業(yè)的焊接技術(shù)主要以手工焊和電阻點(diǎn)焊為主孟掺。隨著我國(guó)汽車制造業(yè)的發(fā)展效荷，焊接技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車工業(yè)相比還存在巨大的差距喂搬。汽車工業(yè)是世界性的產(chǎn)業(yè)密士，面對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)全球化、國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化的形勢(shì)熙拐，為使我國(guó)汽車工業(yè)能在世界汽車工業(yè)的發(fā)展中占有一席之地孙般，唯有依靠包括焊接技術(shù)在內(nèi)的制造技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新能力的提高，才能實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車工業(yè)自主發(fā)展的目標(biāo)搏翎。

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