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)用几研。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)挽钧、變速箱、車橋蚓夺、車架熊朵、車身、車廂六大總成都離不開(kāi)焊接技術(shù)的應(yīng)用赛喊。本文詳細(xì)介紹了汽車制造中焊接新技術(shù)的應(yīng)用情況與總體發(fā)展趨勢(shì)殖熟。

　　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)用斑响。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)菱属、變速箱、車橋舰罚、車架纽门、車身、車廂六大總成都離不開(kāi)焊接技術(shù)的應(yīng)用营罢。在汽車零部件的制造中赏陵，點(diǎn)焊、凸焊饲漾、縫焊瘟滨、滾凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊杂瘸、氬弧焊、氣焊伙菊、釬焊败玉、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中纷沽，由于點(diǎn)焊爵路、氣體保護(hù)焊、釬焊具有生產(chǎn)量大讹唧，自動(dòng)化程度高你浸，高速、低耗剃坦、焊接變形小节暇、易操作的特點(diǎn)，所以對(duì)汽車車身薄板覆蓋零部件特別適合绝电，因此忿奈，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%默在，其他焊接方法只占25%饰址。

　　隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車車身焊裝生產(chǎn)線也在逐漸向全自動(dòng)化方向發(fā)展跺诈，為了趕上國(guó)際水平产舞，在提高產(chǎn)量的同時(shí)，要求努力提高汽車制造質(zhì)量菠剩。眾所周知易猫，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的前提是零部件的制造精度要很高，希望焊接變形最小赠叼，焊接部位外觀要清爽擦囊，故要求焊接技術(shù)越來(lái)越高。我國(guó)面臨加入WTO的機(jī)遇和挑戰(zhàn)嘴办，焊接方面新技術(shù)的推廣應(yīng)用對(duì)汽車工業(yè)的品牌提升有著極其重要的作用瞬场。

　　一、汽車工業(yè)所用的焊接方法及零部件的應(yīng)用情況

　　汽車制造業(yè)是焊接應(yīng)用面最廣的行業(yè)之一涧郊，所用的焊接方法也種類繁多贯被，其應(yīng)用情況如下：

　　1.電阻焊

　　(1)點(diǎn)焊 主要用于車身總成、地板妆艘、車門(mén)彤灶、側(cè)圍、后圍、前橋和小零部件等鹿连。

　　(2)多點(diǎn)焊 用于車身底板缠染、載貨車車廂、車門(mén)磷拧、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋等骡梨。

　　(3)凸焊及滾凸焊 用于車身零部件、減震器閥桿者赴、制動(dòng)蹄日胖、螺釘、螺帽和小支架等碗厕。

　　(4)縫焊 用于車身頂蓋雨檐习荚、減震器封頭、油箱誓华、消聲器和機(jī)油盤(pán)等仁娱。

　　(5)對(duì)焊 用于鋼圈、排進(jìn)氣閥桿膨吼、刀具等棺氢。

　　2.電弧焊

　　(1)CO2保護(hù)焊 用于車箱、后橋现恼、車架肃续、減震器閥桿、橫梁叉袍、后橋殼管始锚、傳動(dòng)軸、液壓缸和千斤頂?shù)鹊暮附印?

　　(2)氬弧焊 用于機(jī)油盤(pán)喳逛、鋁合金零部件的焊接和補(bǔ)焊瞧捌。

　　(3)焊條電弧焊 用于厚板零部件如支架、備胎架润文、車架等姐呐。

　　(4)埋弧焊 用于半橋套管、法蘭典蝌、天然氣汽車的壓力容器等曙砂。

　　3.特種焊

　　(1)摩擦焊 用于汽車閥桿、后橋骏掀、半軸鸠澈、轉(zhuǎn)向桿和隨車工具等。

　　(2)電子束焊 用于齒輪退博、后橋等颖助。

　　(3)激光焊割 用于車身底板、齒輪、零件下料及修邊等戏筹。

　　4.氧乙炔焊

　　用于車身總成的補(bǔ)焊凯怕。

　　5.釬焊

　　用于散熱器、銅和鋼件柄楼、硬質(zhì)合金的焊接瞭驴。

　　二、汽車工業(yè)中焊接新技術(shù)的應(yīng)用

　　現(xiàn)今翅陪，汽車工業(yè)中的先進(jìn)焊接技術(shù)很多，這里只列舉出與車身焊接相關(guān)的焊接新技術(shù)俄蔗。

　　1.電阻焊的節(jié)能及控制技術(shù)

　　(1)聯(lián)體懸掛式點(diǎn)焊機(jī) 汽車工業(yè)中應(yīng)用最多的是懸掛式點(diǎn)焊機(jī)钠台，一個(gè)車間往往是幾十或上百臺(tái)，其容量大多在100kVA以上蛀漆，在汽車薄板的焊接中得到了廣泛的應(yīng)用辟劲。

　　(2)電阻焊機(jī) 目前電阻焊機(jī)大量使用交流50Hz的單相交流電源，容量大盔憨、功率因數(shù)低 徙菠。發(fā)展三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級(jí)整流接觸焊機(jī)(已在普通型點(diǎn)焊機(jī)郁岩、縫焊機(jī)婿奔、凸焊機(jī)中 應(yīng)用)和IGBT逆變電阻焊機(jī)，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)(可達(dá)09以上)的問(wèn)題问慎。 同時(shí)還可進(jìn)一步節(jié)約電能萍摊，利于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的微機(jī)控制，可更好地適用于焊接鋁合金如叼、不銹鋼及 其他難焊金屬的焊接冰木。另外還可進(jìn)一步減輕設(shè)備重量。

　　(3)電阻焊的控制 西南交通大學(xué)針對(duì)一工廠鋁合金車圈對(duì)焊研制成車圈焊接PLC(可編程控制器)智能控制器笼恰，對(duì)原機(jī)進(jìn)行了改造踊沸，解決了鋁合金車圈的焊接質(zhì)量問(wèn)題，提高了焊接生產(chǎn)率社证。后又同一工廠研制了PLC縫焊控制器逼龟，解決了對(duì)一般清理要求制件的縫焊問(wèn)題。通過(guò)這兩項(xiàng)控制器的研制场时，證明了PLC比單片微機(jī)控制器抗干擾能力強(qiáng)荡西，可靠性高；比工控機(jī)控制器體積小强进、成本低舵翘，使用通用的單相工頻交流電阻焊機(jī)完成了高難度的對(duì)焊及縫焊工作。

　　2.氣體保護(hù)焊接技術(shù)

　　(1)表面張力過(guò)渡的波形控制法 方法的關(guān)鍵是用2個(gè)電流脈沖完成1個(gè)熔滴過(guò)渡，第1個(gè)電流脈沖形成熔滴并使之長(zhǎng)大服驼，直至熔滴與工件短路裙都；第2個(gè)電流脈沖是1個(gè)短時(shí)窄脈沖并不斷檢測(cè)其di/dt，同時(shí)控制電流脈沖值鹅唠，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾姶攀湛s力咽皮，使熔滴頸部收縮變細(xì)，最后靠熔池表面張力拉斷给急，完成1個(gè)熔滴過(guò)渡而不產(chǎn)生飛濺痒渊。

　　(2)逆變電源波形控制 利用逆變電源良好的動(dòng)特性和靈活的可控性，采用波形控制烁胳，在短路階段初期抑制電流上升蝇裤，以減少電磁力在剛形成小橋時(shí)熔滴過(guò)渡的阻礙和爆斷，減少大顆粒飛濺频鉴，并利于熔滴在熔池?cái)傞_(kāi)栓辜；當(dāng)熔滴在熔池?cái)傞_(kāi)后，使電流迅速上升垛孔，以加速形成縮頸藕甩，以后再慢速上升到一較低峰值，使小橋爆斷時(shí)飛濺減少周荐。

　　(3)氬弧焊新技術(shù) 氬弧焊有非熔化極(TIG)和熔化極(MIG)兩種狭莱，均用于汽車工業(yè)有色金屬和高合金鋼焊接中。為了改善CO2氣體保護(hù)焊的成形和減少飛濺羡藐，采用加入80%或20%Ar的混合氣體保護(hù)焊贩毕。

　　3.高能束熱源焊接及加工技術(shù)

　　高能束熱源是指能量密度已大于5×108W/m2的熱源(電子束、離子束和激光)仆嗦，在汽車工業(yè)中均有應(yīng)用辉阶，目前國(guó)外發(fā)展的新技術(shù)有：

　　(1)激光和電弧復(fù)合加熱焊接 激光焊接可焊出窄而深的焊縫，電弧焊接可焊出寬而淺的焊縫瘩扼；前者投資大退旅，后者成本低，兩者特性組合农幢，會(huì)大大提高焊接效率呕长。激光和電弧復(fù)合加熱焊接的焊炬設(shè)計(jì)特別重要，兩熱源的夾角要盡可能小肩容，焊炬也設(shè)計(jì)成激光+雙電弧電源悯堂。

　　該方法已在4～8mm厚的鋼結(jié)構(gòu)中使用，正擬用于更薄的汽車部件生產(chǎn)和鋁合金焊接中勘米。激光除了在焊接及精密切割中應(yīng)用外矗壹，還在摩擦面形成儲(chǔ)油細(xì)花紋或重熔復(fù)合層疯忽，以提高耐磨性方面應(yīng)用。

　　(2)等離子體的應(yīng)用 氬氣保護(hù)的等離子焊接切割早已在各行業(yè)應(yīng)用几郎，主要用于合金鋼和有色金屬加工交掌。目前空氣等離子切割已普遍應(yīng)用于一般鋼鐵和有色金屬的切割，國(guó)內(nèi)鐵路客車廠引進(jìn)了水下等離子切割兑狱，以減少變形和提高精度瑟曲。發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥體早已采用填充圈等離子焊接许蓖。近十幾年來(lái)粉末等離子堆焊有很大發(fā)展，可進(jìn)行小熔合比的薄層料精細(xì)堆焊每竿，能堆焊各種特種合金表面秸歧。

　　三钩裆、汽車工業(yè)中焊接新材料的發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著轎車發(fā)展的日趨緊湊小型化粘姜、輕量化形入、新材料的應(yīng)用使轎車材料構(gòu)成發(fā)生了明顯改變，未來(lái)轎車車身材料仍以鋼板為主藕赞，為使鋼板厚度減薄，將廣泛采用高強(qiáng)度鋼板卖局。同時(shí)為了提高車身的防腐蝕性能斧蜕，世界上不少汽車廠家在轎車生產(chǎn)中大量應(yīng)用了鍍鋅鋼板。另外砚偶，還使用鋁合金批销、塑料及陶瓷等材料。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)染坯，到本世紀(jì)末并不會(huì)在大批量轎車生產(chǎn)中出 現(xiàn)全鋁車身或全塑車身均芽。

　　1.鍍鋅鋼板

　　在美國(guó)焊接學(xué)會(huì)分會(huì)的會(huì)議上討論汽車工業(yè)中應(yīng)用的金屬板焊接問(wèn)題時(shí)，有關(guān)專家指出单鹿，焊接鍍鋅鋼板最有前途的方法是激光焊接肝珍。但是由于該過(guò)程現(xiàn)在自動(dòng)化程度還不夠，必須完善汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用的接觸點(diǎn)焊方法楚辆。這種方法的主要缺點(diǎn)是在焊件與電極接觸中鋅的大量過(guò)渡而使電極燒損較快芍司。故建議使用Al2O3彌散微粒強(qiáng)化的Cu-Zn和Cu-Cr合金制造的電極，可在最小電抗下焊接甜序，以保證獲得最小的焊接接頭尺寸抽堵。

　　2.高強(qiáng)度鋼板

　　為了實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化，提高汽車安全性能驹拢，高強(qiáng)度鋼板在汽車中的應(yīng)用正在逐年增加起忠，現(xiàn)今出現(xiàn)了新一代的高強(qiáng)度鋼板材料——超細(xì)晶粒鋼。該鋼種主要指在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)上帕吆，鋼鐵材料的強(qiáng)度聋芹、韌性比現(xiàn)有的鋼材提高一倍爵林。新一代超細(xì)晶粒鋼在組織結(jié)構(gòu)上具有超細(xì)晶粒、高潔凈度膳膝、高均勻度的特性诬絮。

　　當(dāng)前用于研究的新一代超細(xì)晶粒鋼主要有400MPa級(jí)和800MPa級(jí)兩種。

　　在對(duì)新一代鋼鐵的研究上陶贼，我國(guó)與國(guó)際水平并沒(méi)有什么差距啤贩，幾乎是同時(shí)起步，同日拜秧、韓兩國(guó)共處世界的領(lǐng)先地位痹屹。但是由于出現(xiàn)的時(shí)間較短，所以參與研究的單位也并不很多枉氮，主要是以鋼鐵研究總院和清華大學(xué)機(jī)械系為主志衍。在對(duì)超細(xì)晶粒鋼的焊接技術(shù)進(jìn)行一定的研究后，取得了一些先進(jìn)成果聊替。

　　3.鋁合金

　　鋁合金具有重量輕楼肪、強(qiáng)度高及抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的建筑材料惹悄，汽車工業(yè)中也逐漸在使用鋁合金材料的零部件春叫。鋁合金焊接有五個(gè)主要的特點(diǎn)：

　　(1)鋁合金表面有一層致密的氧化薄膜(熔點(diǎn)約2050℃)，焊接時(shí)如未能將其清除泣港，將會(huì)影響基本金屬的熔化質(zhì)量暂殖，形成夾雜等質(zhì)量問(wèn)題。

　　(2)熱導(dǎo)率大(約為鋼的4倍)墓篇，導(dǎo)電性好粤沥，焊接時(shí)若要達(dá)到與鋼相同的焊速，則焊接熱輸入要比焊鋼時(shí)大2～4倍瘾夯。

　　(3)線膨脹系數(shù)大索射，焊件有產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力、變形及裂紋的傾向辞唤。

　　(4)易出現(xiàn)氣孔蔽曙。

　　(5)鋁合金焊接接頭的強(qiáng)度降低。

　　鋁合金焊接的這些特點(diǎn)为巾，正是我們?cè)谘兄坪附釉O(shè)備和焊接工藝時(shí)應(yīng)認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題家澈，只有這樣才能開(kāi)發(fā)出適合鋁合金焊接的設(shè)備、材料和焊接工藝彰朴。

　　四蚀比、汽車工業(yè)焊接的總體發(fā)展趨勢(shì)

　　1發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)

　　縱觀整個(gè)汽車工業(yè)的焊接現(xiàn)狀，不難分析出汽車工業(yè)的焊接發(fā)展趨勢(shì)為：發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)据智。而工業(yè)機(jī)器人甩汞，因集自動(dòng)化生產(chǎn)和靈活性生產(chǎn)特點(diǎn)于一身豫尽，故轎車生產(chǎn)近年來(lái)大規(guī)模、迅速地使用了機(jī)器人顷帖。在焊接方面美旧，主要使用的是點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人。 

　　焊接生產(chǎn)線要高度自動(dòng)化贬墩，廣泛采用6自由度的機(jī)器人榴嗅，且機(jī)器人具有焊鉗儲(chǔ)存庫(kù)，可根據(jù)焊裝部位的不同要求或焊裝產(chǎn)品的變更陶舞，自動(dòng)從儲(chǔ)存庫(kù)抓換所需焊鉗嗽测。傳輸裝置則已發(fā)展為采用無(wú)人駕駛的更具柔性化的感應(yīng)導(dǎo)向小車。

　　2發(fā)展輕便組合式智能自動(dòng)焊機(jī)

　　國(guó)內(nèi)汽車焊接水平與國(guó)外相比差距很大肿孵。近年來(lái)唠粥，國(guó)內(nèi)的汽車制造廠都非常重視焊接的自動(dòng)化。如一汽引進(jìn)的捷達(dá)車身焊裝車間的13條生產(chǎn)線的自動(dòng)化率達(dá)80%以上停做。各條線都由計(jì)算機(jī)(可編程控制器PLC-3)控制晤愧，自動(dòng)完成工件的傳送和焊接。焊接由R30型極坐標(biāo)式機(jī)器人和G60肘節(jié)式機(jī)器人61臺(tái)進(jìn)行蛉腌，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)由微機(jī)控制倚撰，數(shù)字和文字顯示，磁帶記錄儀輸入 和輸出程序擅锁。機(jī)器人的動(dòng)作采用點(diǎn)到點(diǎn)的序步軌跡，具有很高的焊接自動(dòng)化水平宴今，既改善了工作條件母谋，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，又降低材料消耗换攘。

　　類似的高水平的生產(chǎn)線堰哗，在上海、武漢等 地都有合資及引進(jìn)椎颓，包括了德國(guó)恐梅、美國(guó)、法國(guó)和日本的先進(jìn)汽車制造技術(shù)最阿。但這些畢竟還 遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)民族汽車工業(yè)迅速發(fā)展的需要掀塞，我們必須堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，大力加速發(fā)展高效節(jié)能的焊接新材料貌砖、新工藝和新設(shè)備喂很，發(fā)展應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)，發(fā)展輕便靈巧的智能設(shè)備皆刺，建立高效經(jīng)濟(jì)的焊接自動(dòng)化系統(tǒng)少辣，必須用計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)凌摄，提高檔次。

　　相信漓帅，在不久的將來(lái)锨亏，通過(guò)我們的共同努力，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的焊接技術(shù)會(huì)逐步縮短與國(guó)外先進(jìn)焊裝技術(shù)水平的差距忙干，迎接WTO帶給汽車工業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)器予。

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