汽車工業(yè)中吹蜡，焊接是汽車零部件與車身制造中的一個關鍵環(huán)節(jié)，起著承上啟下的特殊作用，同時雷客，汽車產(chǎn)品的車型眾多、成形結(jié)構(gòu)復雜桥狡、零部件生產(chǎn)專業(yè)化搅裙、標準化以及汽車制造在質(zhì)量、效率和成本等方面的綜合要求裹芝，都決定了汽車焊接加工是一個多學科部逮、跨領域和技術集成性強的生產(chǎn)過程。在目前汽車零部件及白車身的制造中，主要的焊接方法有電阻點焊讲幌、CO2氣體保護焊和激光焊油后，另外也有采用氬弧焊、電子束焊等淀爆。

　　焊接技術的特點

　　焊接是汽車制造過程中一項重要的環(huán)節(jié)跑放。汽車的白車身、發(fā)動機和變速箱等都離不開焊接技術的應用余源。在以“鋼結(jié)構(gòu)”為主的汽車車身的焊接加工中慈肯，汽車焊接又有不同于其他產(chǎn)品焊接的要求：

　　1. 對焊接件的尺寸精度要求高

　　為了保證產(chǎn)品的裝配精度和尺寸穩(wěn)定性，要求盡可能減少薄板件在焊前的精度偏差和焊后的熱應力與變形天枣。

　　2. 對焊縫接頭的性能要求高

　　焊接接頭不僅要滿足靜態(tài)和動態(tài)的力學性能指標遭歉，而且有苛刻的低周疲勞性能要求。

　　3. 對批量焊接生產(chǎn)品質(zhì)高且一致性好的要求

　　4. 對焊接生產(chǎn)過程高節(jié)拍袖指、高效率的要求

　　5. 對“零缺陷”的質(zhì)量控制與保證肪援，提出了自動化焊接過程的監(jiān)測與信息化管理的要求

　　近幾年來，汽車工業(yè)在焊接新技術的應用及推廣方面起了積極的推動作用熟什。針對汽車產(chǎn)品“更輕堕义、更安全、性能更好且成本更低”的發(fā)展目標脆栋，當前的汽車焊接技術正在傳統(tǒng)的材料連接概念與方法的基礎上迅速地延伸和拓展倦卖，并向先進的“精量化焊接制造”的方向發(fā)展。

　　主要焊接方法

　　汽車制造業(yè)是焊接應用最廣的行業(yè)之一椿争，其中主要的焊接方法如下：

　　1. 電阻焊

　　電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力怕膛，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法，目前廣泛應用于汽車制造中秦踪。

　　在點焊過程中褐捻，影響焊點質(zhì)量的因素有：焊接電流、焊接壓力椅邓、電極的端面形狀柠逞、穿過電極的鐵磁性物質(zhì)及分流等。特別在阻焊設備較多的焊接車間景馁，同時工作的焊機相互感應板壮，對電網(wǎng)產(chǎn)生影響，導致焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性較差裁僧。因此，電阻點焊控制技術顯得尤為重要垃准。目前智榆，控制模式已由單模式控制發(fā)展為多模式控制，調(diào)節(jié)參量已由初始的單變量調(diào)節(jié)發(fā)展為多變量調(diào)節(jié)，在焊接過程中可同時對焊接電流档低、焊接時間和焊接壓力進行調(diào)節(jié)娜珍。

　　2. 氣體保護焊

　　用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡稱氣體保護焊梭甸。CO2氣體保護焊作為一種高效的焊接方法踏拓，以其焊接變形小和焊接成本低的特點，在我國汽車業(yè)獲得了廣泛的運用蜜雏。但CO2氣體保護焊在實際應用中還存在一些問題：以CO2氣保焊中應用最為廣泛的短路過渡形式為例韩烹，電弧電壓、焊接電流或焊接回路電感匹配不當孝摘，或焊絲干伸長度不合適酿势，都可能造成焊接電弧不穩(wěn)定、飛濺以及未焊透等妻往，對焊縫成形互艾、焊縫的機械性能有較大影響。另外讯泣，短路過渡焊接時對焊接電源的動特性要求很高纫普。如果選型錯誤，穩(wěn)定焊接電弧的參數(shù)范圍狹窄好渠，會影響焊接的質(zhì)量昨稼。

　　3. 激光焊

　　激光焊是利用激光器受激產(chǎn)生的激光束，通過聚焦系統(tǒng)并調(diào)焦到焊件接頭處晦墙，將光能轉(zhuǎn)換為熱能悦昵，使金屬熔化形成接頭。與傳統(tǒng)的點焊相比晌畅，激光焊接在焊接精度但指、效率、可靠性抗楔、自動化棋凳、輕量化和降低成本等方面都具有無可比擬的優(yōu)越性。激光焊接被認為是21世紀最有發(fā)展前景的制造技術之一连躏。

　　激光焊接設備的關鍵是大功率激光器朵椿，目前主要有兩大類，一類是固體激光器怠义，主要優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送俭宁，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠程加工。另一類是氣體激光器陷母，又稱CO2激光器贷营，以分子氣體作工作介質(zhì)怯录，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率。

　　汽車工業(yè)中诬粗，激光技術主要用于車身拼焊和零件焊接牡呀，例如頂蓬與側(cè)圍的焊接。但激光焊接要求焊件裝配精度高扯凫，且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移轧黑。否則很容易造成焊接缺陷。

　　以激光焊接為代表的精量化焊接生產(chǎn)方式用一種新的技術理念促進了汽車焊接技術的進步售拼。此外且昭，一些新的連接方法也率先在汽車制造中獲得應用。如變極性MIG／MAG焊接方法潮峦、激光-電弧復合焊接方法囱皿、磁脈沖焊接方法、膠接和機械連接方法等都已開始成功地應用在各類新車型的制造中忱嘹。

　　焊接材料的應用及發(fā)展趨勢

　　隨著車身向著輕量化方向發(fā)展嘱腥，車身材料的輕量化及車身金屬材料的非金屬化是必然趨勢。未來車身材料仍以鋼板為主拘悦，但是一些復合材料將得到廣泛應用齿兔。

　　1. 鍍鋅鋼板

　　隨著汽車工業(yè)發(fā)展，為了提高車體使用壽命和增強車體材料的抗腐性能础米，鍍鋅鋼板得到廣泛使用分苇。由于在目前汽車車身制造中，主要采用電阻點焊方法屁桑，與無鍍層鋼板相比医寿，鍍鋅鋼板的點焊過程中還存在一些問題：先于鋼板熔化的鋅層形成鋅環(huán)而分流，致使焊接電流密度減心⒏靖秩；鋅層表面燒損、污染電極而使電極壽命降低堡喳；鋅層電阻率低件父，接觸電阻小祸播；容易產(chǎn)生焊接飛濺夹它、裂紋及氣孔等缺陷。

　　2. 高強度鋼板

　　為了實現(xiàn)汽車輕量化遭唠，提高汽車安全性能恢儡，高強度鋼板的應用正逐年增加。目前高強度鋼板的品種主要有含磷冷軋鋼板颊姻、烘烤硬化冷軋鋼板及冷軋雙相鋼板等组莲。

　〗泸稹（1）含磷高強度冷軋鋼板：具有較高強度，良好的強度和塑性平衡迂擅，良好的耐腐蝕性及點焊性能；主要用于側(cè)圍臊啃、車門症丁、頂蓬和行李箱蓋。

　⌒病（2）烘烤硬化冷軋鋼板：這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強度宠默，是車身外板輕量化設計首選材料之一。

　×榍伞（3）冷軋雙相鋼板：主要用于要求拉伸性能好的承力零部件搀矫，如車門加強板、保險杠等刻肄。

　　3. 鋁合金

　　與汽車鋼板相比瓤球，鋁合金具有密度小、比強度高敏弃、耐銹蝕卦羡、熱穩(wěn)定性好、易成形和可回收再生等優(yōu)點麦到，技術成熟绿饵。汽車工業(yè)中也逐漸在使用鋁合金材料的零部件。但鋁合金焊接目前還存在線膨脹系數(shù)大瓶颠，產(chǎn)生的熱應力較大拟赊， 易出現(xiàn)氣孔從而導致鋁合金焊接接頭的強度降低的缺點。

　　4. 鎂合金

　　鎂的密度僅為鋼材密度的35％捅青。它的比強度蹲瘩、比剛度高，阻尼性睬仿、導熱性好喧弦，尺寸穩(wěn)定性好，因此竹小，在汽車工業(yè)中得到了廣泛的應用吕迁。目前，鎂合金在汽車工業(yè)中主要運用于車門鑄造傲钳，隨著壓鑄技術的進步肿圾，已可以制造出形狀復雜的薄壁鎂合金車身零件，如前/后擋板棺昵、儀表盤和方向盤等簇戳。

　　5. 高強度纖維復合材料

　　20世紀80年代后期润申，復合材料車身外覆件得到大量的應用和推廣，如發(fā)動機罩樊展、翼子板呻纹、車門和頂蓬等，甚至出現(xiàn)了全復合材料的轎車車身专缠。用復合材料作為汽車車身外覆件雷酪，無論從設計還是生產(chǎn)制造、應用都已成熟涝婉，并已從外覆件的使用向內(nèi)飾件和結(jié)構(gòu)件方向發(fā)展哥力。
新材料與新工藝是相輔相成的，汽車工業(yè)正在開發(fā)新的制造方法并對傳統(tǒng)的工藝進行更新墩弯。據(jù)有關方面預測吩跋，在今后10年中，轎車自身質(zhì)量還將減輕20％渔工，除了大量采用復合材料和輕質(zhì)合金外锌钮，車身設計方法也將發(fā)生重大變化。

　　焊接機器人技術的應用

　　汽車制造的批量化引矩、高效率和對產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求轧粟，使機器人生產(chǎn)方式在汽車焊接中獲得了大量應用。焊接機器人是本體獨立脓魏、動作自由度多础辉、程序變更靈活、自動化程度高和柔性程度極高的焊接設備妄舅。具有重復精度高知狂、焊接質(zhì)量好、運動速度快和動作穩(wěn)定可靠等特點和绳，焊接機器人是焊接設備柔性化的最佳選擇啰痒。焊接設備作為焊裝生產(chǎn)線的重要組成部分，是否采用焊接機器人是焊裝生產(chǎn)線柔性程度的重要標志之一挺教。

　　在國內(nèi)锥拖，點焊機器人上所配備的焊鉗均為氣動焊鉗，焊接時沖擊力較大阎肌。當工件的重復精度較差昌漏、電極處于板材邊緣時，焊鉗易打滑并損壞被焊工件将遮。而在國外布筷，機器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗，這種焊鉗的開閉由伺服電機控制近弟，每個焊點的焊接周期可大幅度降低缅糟。電極壓緊力可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)挺智，焊接時可減少碰撞變形和噪音，并能實現(xiàn)精確控制窗宦，提高焊接質(zhì)量赦颇。

　　另外，從兩種焊鉗的時間壓力曲線比較中可以看出：電極壓力由０升高到100%焊接所需壓力值赴涵，伺服驅(qū)動系統(tǒng)比汽缸驅(qū)動系統(tǒng)快5倍沐扳。設置好的壓力值在焊接過程中不再變化，從而保證很高的焊接質(zhì)量句占。

　　焊接技術的應用及發(fā)展趨勢

　　1. 電阻焊的節(jié)能及控制技術

　　目前，電阻焊機大量使用交流50Hz的單相交流電源躯嫉，容量大纱烘、功率因數(shù)低 。發(fā)展三相中頻電阻焊機祈餐、三相次級整流接觸焊機和IGBT逆變電阻焊機擂啥，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題。在標準焊接電流的條件下中頻點焊機按設置的焊接電流無飛濺萤翔。焊接電流小俺乓、電極發(fā)熱量小，延長了電極使用時間讼谅，同時可進一步節(jié)約電能檀丝，利于實現(xiàn)參數(shù)的微機控制。由于焊接回路小型輕量化還可進一步減輕設備重量挟晒。

　　2. 氣體保護焊接技術

　〔猩瘛（1）表面張力過渡波形控制技術：用2個電流脈沖完成1個熔滴過渡，第1個脈沖形成熔滴直至熔滴與工件短路寸快；第2個脈沖是1個短時窄脈沖并不斷檢測di/dt新浦，同時控制電流脈沖值，以產(chǎn)生適當?shù)碾姶攀湛s力汞阔，使熔滴頸部收縮笋条，靠熔池表面張力拉斷，完成1個熔滴過渡而不產(chǎn)生飛濺企舌。

　≈粗础（2）逆變電源波形控制技術：利用逆變電源良好的動特性和可控性，采用波形控制晌姚，在短路階段初期抑制電流上升鹃两，以減少大顆粒飛濺，并利于熔滴在熔池鋪開舀凛；當熔滴在熔池鋪開后俊扳，使電流迅速上升途蒋，以加速形成縮頸，使小橋爆斷時飛濺減少馋记。

　　(3)氬弧焊新技術：氬弧焊有非熔化極和熔化極兩種号坡，均用于汽車工業(yè)有色金屬和高合金鋼焊接中。為改善CO2氣體保護焊的成形和減少飛濺梯醒，采用加入80%或20%Ar的混合氣體保護焊宽堆。

　　3. 激光和電弧復合熱源焊接

　　由于激光焊接成本較高，因此以激光為核心的復合熱源焊接技術孕育而生∪紫埃現(xiàn)在研究最多畜隶、應用最廣的是激光-電弧復合熱源焊接技術，主要目的是有效利用電弧熱源号胚，在較小的激光功率條件下獲得較大熔深籽慢，同時提高激光焊接對焊縫間隙的適應性，實現(xiàn)高效率崎亚、高質(zhì)量的焊接過程湘胚。哈爾濱焊接研究所在該方面的研究做了大量的工作，這一新型焊接技術涉炒，目前研究工作主要集中在這種焊接方法的工藝特點上虑佳，對于激光+ 電弧復合熱源焊接時激光與電弧的相互作用機理、焊接熱源的特性等課題有待于從理論上進一步研究殃玻。

　　汽車工業(yè)焊接總體發(fā)展趨勢

　　1. 發(fā)展焊接機器人自動化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)

　　從目前發(fā)展來看檬鞠，自動化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)是汽車焊接的發(fā)展趨勢，而工業(yè)機器人因其自動化和靈活性在轎車生產(chǎn)中得到大規(guī)模使用肆鸿。在焊接方面钳砰，主要使用的是六自由度點焊機器人和弧焊機器人。且機器人具有焊鉗儲存庫猴襟，可根據(jù)焊裝部位的不同要求或焊裝產(chǎn)品的變更许话，自動從儲存庫抓換所需焊鉗。傳輸裝置則已發(fā)展為采用無人駕駛的更具柔性化的感應導向小車曼庆。

　　2. 發(fā)展輕便組合式智能自動焊機

　　近年來稍途，國內(nèi)的汽車制造廠都非常重視焊接的自動化。如一汽引進的捷達車身焊裝車間的13條生產(chǎn)線的自動化率達80%以上砚婆。各條線都由計算機(可編程控制器PLC-3)控制械拍，自動完成工件的傳送和焊接。機器人的動作采用點到點的序步軌跡装盯，具有很高的焊接自動化水平坷虑，既改善了工作條件，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，又降低材料消耗迄损。

　　3. 發(fā)展計算機與信息技術

　　隨著計算機與信息技術的工業(yè)應用定躏，促進了傳統(tǒng)的焊接生產(chǎn)向“精量化”的制造方式轉(zhuǎn)變。

　　基于虛擬現(xiàn)實建模的機器人焊接過程仿真技術提供了關于工件芹敌、夾具和機器人焊槍姿態(tài)的三維信息痊远，已大量地應用于焊接過程策劃、工藝參數(shù)優(yōu)化以及焊接夾具設計等各個環(huán)節(jié)氏捞。對加快焊接程序的編制碧聪、縮短現(xiàn)場調(diào)試時間及焊接過程位置信息的準確獲取具有重要應用價值。同時翅剔，仿真技術也運用于焊縫質(zhì)量的評估及焊后的應力與變形預測伐页。在新車型設計階段還可以對多種材料的連接方式及疲勞性能、沖擊性能等進行綜合考慮迟凫，通過對接頭的仿真作出適用性評價养砾。

　　以計算機和信息技術為平臺的焊接生產(chǎn)過程信息系統(tǒng)對汽車焊接生產(chǎn)過程的質(zhì)量分析與優(yōu)化、企業(yè)的管理與決策有著非常重要的意義茁帚。

　　總之，通過大力開發(fā)高效節(jié)能的焊接新技術泳信、新材料娶痕、新工藝和新設備、應用機器人技術筝仓，輕便靈巧的智能設備及計算機和信息技術数截，汽車工業(yè)必將取得更大的進步。

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