汽車零部件焊接技術(shù)

鐘繼明

摘 要：近年來，由于汽車生產(chǎn)與制造水平的提升，從而對焊接工藝提出較高要求，尤其是對汽車零部件焊接工藝更是高度的重視。眾所周知，汽車零部件的焊接質(zhì)量是保證整車品質(zhì)的基礎(chǔ)。所以，汽車零部件的焊接工藝成為保證汽車零部件質(zhì)量的前提條件，汽車生產(chǎn)企業(yè)必須高度重視汽車零部件焊接工藝的選用。文章作者主要針對汽車零部件常用的焊接工藝進(jìn)行深入分析，并且重點(diǎn)結(jié)合激光焊接工藝予以詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：汽車零部件；焊接工藝；應(yīng)用

1 焊接的概述

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。汽車的發(fā)動機(jī)、變速器、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術(shù)的應(yīng)用。在汽車零部件的制造中，點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、滾點(diǎn)（凸）焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中，由于點(diǎn)焊、氣體保護(hù)焊、釬焊具有生產(chǎn)量大、自動化程度高、高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點(diǎn)，所以特別適合汽車車身薄板覆蓋零部件的焊接，因此在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最多。

2 焊接在汽車零部件中的應(yīng)用

2.1汽車車身零部件特點(diǎn)

汽車車身一般由內(nèi)覆蓋件和外覆蓋件以及骨架件組成，覆蓋件一般都是由鋼板制作，骨架件也是由薄板件制作。汽車零部件具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，構(gòu)圖困難。汽車車身都是由薄板沖壓件焊接而成的空間殼體，為了殼體具有一定的剛性和造型美觀，要求組成車身的零件通常是經(jīng)過拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀相當(dāng)復(fù)雜。

2.2焊接在汽車零部件中的作用

汽車車身零部件為金屬薄板殼體結(jié)構(gòu)，主要由薄板沖壓件經(jīng)電阻點(diǎn)焊或CO2氣體保護(hù)弧焊等粘結(jié)而成。汽車車身裝焊生產(chǎn)的主要任務(wù)就是完成汽車車身（即白車身）的制造。對于轎車來說，車身焊裝線一般是由地板總成線、左右側(cè)圍總成線、前圍（儀表臺橫梁）、后圍（后行李倉托架）線、頂棚線、門蓋總成線、車身總成線（主線）等組成。各分總成線又由很多合件、組件及零件焊裝工位組成。汽車車身焊接的基本特征就是組件到部件再到總成的一個(gè)組合過程，因此汽車零部件的焊接精度決定著車身分總成組件的焊接精度，最后影響和決定著車身焊接總成的焊接精度與質(zhì)量。因此，汽車零部件的制造過程中，對焊接工藝提出了較高的要求。

3 汽車零部件的焊接工藝

焊接是汽車生產(chǎn)流水線上一項(xiàng)不可或缺的加工工序。汽車最主要的車架、車橋、車身、車廂、變速箱、發(fā)動機(jī)等幾大零部件的加工，也都離不開焊接。目前，在汽車生產(chǎn)制造中使用的焊接工藝有很多種，如CO2氣體保護(hù)焊、電阻焊、氬弧焊、電弧焊、激光焊等。在這些焊接工藝中，CO2 氣體保護(hù)焊、電阻焊具有生產(chǎn)量大、焊接變形小、效率高、便于操作、自動化程度高、低能耗等特點(diǎn)，比較適合汽車車身薄板覆蓋零部件以及車廂、車架和車橋等的焊接。

3.1 CO2 氣體保護(hù)焊

CO2 氣體保護(hù)焊主要是以 CO2 為保護(hù)氣體的一種焊接工藝，其優(yōu)點(diǎn)是：

（1）焊接成本低，僅為焊條電弧焊成本的 50%左右；

（2）生產(chǎn)效率高，是焊條電弧焊的 2～4 倍；

（3）便于操作，由于是明弧焊接，所以對工件的厚度要求不限，并且還可以進(jìn)行全方位焊接及向下焊接；

（4）焊縫具有較高的抗裂性，由于焊縫低氫且氮的含量較少，所以其抗裂性能較高；

（5）焊后變形相對較小，角變形僅為 0.5%，不平度僅有 0.3%。

該焊接工藝主要用于汽車車身蒙皮、后橋、車架以及車箱等的焊接。

3.2電阻焊

電阻焊是將被焊工件壓緊在兩電極之間，然后施加一定的電流，并利用電流流經(jīng)工件接觸面或鄰近區(qū)域時(shí)所產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)，將工件加熱至熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種焊接工藝。電阻焊的具體優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）焊接成本低，電阻焊無需使用焊條、焊絲等填充金屬，并且也不需要?dú)?、氧、乙炔等焊接材料，所以其總的焊接成本較低；

（2）操作簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化和機(jī)械化，降低了勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件；

（3）無噪聲及有害氣體；

（4）加熱時(shí)間短，且熱量集中，熱影響區(qū)域小，變形與應(yīng)力也很小；

（5）焊后無需校正和熱處理。

3.3激光焊

這種焊接工藝指的是把激光光束當(dāng)作能源對汽車零部件進(jìn)行轟擊，同時(shí)利用轟擊過程產(chǎn)生的大量熱能完成焊接工作。此種焊接工藝的優(yōu)勢在于：首先，它所產(chǎn)生的熱區(qū)間較小，所以由熱傳到而引起的變形也就會偏小一些；其次，不需要電極的應(yīng)用，因而也不會產(chǎn)生電極污染，同時(shí)又可大大減少器件損耗；再次，對焊接材質(zhì)沒有任何要求，同時(shí)還可把不同材質(zhì)材料相互焊接在一起；最后，焊接質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）熱影響區(qū)間變化范圍小，因熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的變形也相對較低；

（2）無需使用電極，沒有電極污染，并且該焊接工藝不屬于接觸式焊接，能夠降低機(jī)具的變形和耗損；

（3）不受空間限制，可焊接小型或間隔較近的零部件；

（4）可焊接的材質(zhì)種類范圍廣，并且可接合各種不同材質(zhì)的材料，或不同物性的兩種金屬；

（5）不受磁場干擾；

（6）焊接品質(zhì)好，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化。

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明：一臺激光焊接機(jī)器人，能夠代替 3-4 臺電阻焊機(jī)器人，如果在加工一個(gè)車身上充分利用激光焊接，則可減少焊件準(zhǔn)備、工裝投資、車身密封以及材料消耗等費(fèi)用約合 150 美元左右，并且還可將鋼材利用率提高50%。

激光焊接技術(shù)的應(yīng)用，加速了用車身沖壓零件代替鍛造零件的進(jìn)程，有效地確保了焊點(diǎn)連接達(dá)到分子層面的結(jié)合，車身的整體強(qiáng)度以及碰撞的安全性，也有所提高，還使得車內(nèi)噪音有效降低。

4 結(jié)語

汽車零部件的品質(zhì)是確保整車品質(zhì)的前提，而焊接工藝無疑是確保汽車零部件品質(zhì)的基礎(chǔ)，必須重視汽車零部件的焊接工藝。只有各個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)工藝做到精細(xì)，才能保證整車的質(zhì)量。