車身沖壓與焊接技術(shù)現(xiàn)狀研究

高景航

摘要：21世紀(jì)以來(lái)，低碳環(huán)保、安全舒適、節(jié)約能源、車身輕量化等是汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向?，F(xiàn)今，由于汽車車身材料主要為碳素纖維、輕合金、高強(qiáng)度鋼等，所以，為了使車身的穩(wěn)固性與安全性得以保證，一定要對(duì)恰當(dāng)?shù)臎_壓與焊接技術(shù)采用，從而使得汽車工業(yè)的可持續(xù)得到發(fā)展。

關(guān)鍵詞：車身;沖壓;焊接技術(shù)

雖然我們是汽車大國(guó)，但是在談到制造技術(shù)時(shí)，我們應(yīng)該承認(rèn)，要使汽車強(qiáng)國(guó)的水平達(dá)到還需要走很長(zhǎng)的路。從汽車四大總成制造技術(shù)來(lái)說(shuō)，車身總成制造技術(shù)是我們最沒(méi)有發(fā)言權(quán)的，因?yàn)閺难邪l(fā)設(shè)計(jì)刀工藝、裝備基本都是學(xué)習(xí)國(guó)外。在汽車車身制造中，沖壓、焊接、涂裝、總裝是四大主要工藝，均發(fā)揮著十分重要的作用。而沖壓、焊接作為涂裝、總裝的基礎(chǔ)，是車身制造的核心技術(shù)，必須予以高度重視。本文現(xiàn)對(duì)車身沖壓與焊接技術(shù)現(xiàn)狀予以闡述，以此為相關(guān)人士提供參考。

一、沖壓技術(shù)

沖壓是汽車制造工藝中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)樗粌H決定了車身的質(zhì)量，同時(shí)焊接的質(zhì)量也在很大程度上取決于沖壓件的情況。沖壓最重要的是保證質(zhì)量和精度，防止材料的回彈和開(kāi)裂。沖壓技術(shù)包括兩個(gè)方面，模具和沖壓設(shè)備。模具與壓力機(jī)是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個(gè)關(guān)鍵因素。先進(jìn)的壓力機(jī)只有配備先進(jìn)的模具，才能充分發(fā)揮作用，取得良好效益。

（一）模具

車身的沖壓包括制作內(nèi)覆蓋件和外覆蓋件。目前我國(guó)整車廠制作內(nèi)覆蓋件的模具一般由自己完成。而制作外覆蓋件的模具，國(guó)內(nèi)不少整車廠主要外包給國(guó)外。汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具技術(shù)密集體現(xiàn)當(dāng)代模具技術(shù)水平是車身制造技術(shù)的重要組成部分。車身模具設(shè)計(jì)和制造約占汽車開(kāi)發(fā)周期2/3的時(shí)間成為汽車換型的主要制約因素。在自動(dòng)沖床上用級(jí)進(jìn)沖裁?；蚪M合沖模加工轉(zhuǎn)子、定子板或者應(yīng)用于插接件作業(yè)都是眾所周知的沖壓技術(shù)。加工的零件也越來(lái)越大省去了用多工位壓力機(jī)和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。級(jí)進(jìn)組合沖模已在美國(guó)汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高模具成本低不需要板料剪切與多工位壓力機(jī)上使用的階梯模相比節(jié)約30%。但是級(jí)進(jìn)組合沖模技術(shù)的應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗浦饕糜诶焐疃缺容^淺的簡(jiǎn)單零件因此不能完全替代多工位壓力機(jī)，絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)先考慮在多工位壓力機(jī)上加工。

（二）沖壓設(shè)備

目前在沖壓設(shè)備中，在整車制造的“四大工藝裝備”——沖壓生產(chǎn)線、車身焊接和裝配生產(chǎn)線、涂裝生產(chǎn)線和整車裝配流水線中，大部分環(huán)節(jié)所使用的設(shè)備均為進(jìn)口。合肥工業(yè)大學(xué)新能源研究院副院長(zhǎng)林巨廣介紹，四大工藝中，只有在沖壓環(huán)節(jié)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備居主導(dǎo)地位。在轎車眾多零部件中，沖壓件占40%以上。包括車身覆蓋件、車身結(jié)構(gòu)件和中小型沖壓件。我國(guó)轎車生產(chǎn)目前主要應(yīng)用自動(dòng)和半自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，還有少數(shù)企業(yè)使用柔性沖壓自動(dòng)線。但是在技術(shù)上，我國(guó)沖壓設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平還是存在不小差距。

二、焊接技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)汽車車身焊接技術(shù)主要有電阻焊接技術(shù)、電弧焊接技術(shù)、激光焊接技術(shù)等。車身制造中，電阻焊接技術(shù)應(yīng)用較為普遍，通過(guò)電阻點(diǎn)焊技術(shù)把眾多薄板零件連接在一起，從而形成整個(gè)車身。因?yàn)槠囓嚿斫Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有些部位因?yàn)榱慵b配問(wèn)題、厚度差異等無(wú)法進(jìn)行點(diǎn)焊，因此，為了完成不同零件的連接，可采用電弧焊接技術(shù)、激光焊接技術(shù)等。

（一）電阻焊接技術(shù)

電阻焊接技術(shù)就是把需焊接工件壓緊置于兩電極中間，利用電流產(chǎn)生電阻熱，從而加熱至熔化或者塑性狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)金屬結(jié)合的焊接方式。電阻焊接技術(shù)主要包括點(diǎn)焊、對(duì)焊、縫焊、凸焊。在車身制造中，點(diǎn)焊應(yīng)用最為普遍，其次為凸焊，幾乎不用對(duì)焊、縫焊。因?yàn)辄c(diǎn)焊具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、焊接變形小、自動(dòng)化與機(jī)械化水平高等優(yōu)勢(shì)，在車身制造中得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段，點(diǎn)焊依然是我國(guó)汽車廠家焊接車身的主要方式。一般而言，每輛汽車車身均有3000-5000個(gè)焊點(diǎn)。

（二）電弧焊接技術(shù)

在車身制造之中應(yīng)用電弧焊接技術(shù)的時(shí)候，易導(dǎo)致工件變形，尺寸難以控制，一般只用于無(wú)法進(jìn)行點(diǎn)焊的情況。現(xiàn)階段，我國(guó)汽車廠家采用的電弧焊接技術(shù)主要有熔化極氣體保護(hù)焊接技術(shù)、電弧螺柱焊接技術(shù)。熔化極氣體保護(hù)焊接技術(shù)主要就是將連續(xù)等速送進(jìn)可熔化焊絲和待焊工件間的電弧當(dāng)成熱源，熔化焊絲與母材金屬，從而形成熔池與焊縫的焊接方式。根據(jù)保護(hù)氣體與焊絲的差異，可選擇不同的焊接方式，如MAG焊、MIG焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。電弧螺柱焊接技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、快速、可靠等優(yōu)勢(shì)，能夠取代鉆孔、鉚接等工藝。

（三）激光焊接技術(shù)

焊接方面的一個(gè)新興焊接技術(shù)就是激光焊接，并且其開(kāi)始在整車企業(yè)中逐步使用。因?yàn)榧す夂附拥暮附硬糠忠殉删€，而不是點(diǎn)焊的焊點(diǎn)，因此激光焊接的平整度和強(qiáng)度需要更高，同時(shí)激光焊接對(duì)汽車的輕量化非常有利。因?yàn)榧す夂附蛹夹g(shù)具有工件變形小、能量密度大、焊接速度快、熱影響小、自動(dòng)控制良好等優(yōu)勢(shì)，在金屬材料加工及制造中得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)今，在汽車制造中，激光焊接技術(shù)得到了大規(guī)模的應(yīng)用，從汽車零部件生產(chǎn)至車身制造。激光焊接技術(shù)主要有激光拼焊板、激光熔焊、激光釬焊。激光拼焊板根據(jù)車身的具體性能要求，采用激光裁剪與拼焊的技術(shù)，將不同厚度的鋼板拼焊在一起，之后沖壓成車身零件;激光熔焊就是利用激光加熱金屬，使其表面迅速升至沸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)金屬汽化;激光釬焊就是在焊絲表面聚集激光束，熔化焊絲，形成高溫液態(tài)金屬，從而浸潤(rùn)工件連接部位，實(shí)現(xiàn)工件和填充接頭的結(jié)合，形成焊縫。目前國(guó)內(nèi)一些合資整車企業(yè)都已對(duì)激光焊接技術(shù)采用，使用到了激光焊接的像一汽大眾的邁騰和速騰、上海大眾的帕薩特等。因?yàn)榧す夂附佑兄^高的成本，所以，目前主要在車身B柱、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件和車門(mén)門(mén)框等部分使用。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，目前我國(guó)汽車制造行業(yè)已經(jīng)達(dá)到一個(gè)很大的規(guī)模，在制造工藝上也在逐步和國(guó)際領(lǐng)先水平接軌。在制作內(nèi)覆蓋件的模具、激光焊接等先進(jìn)技術(shù)方面國(guó)內(nèi)整車廠應(yīng)該進(jìn)一步提高技術(shù)的自主研發(fā)和應(yīng)用能力。在國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)發(fā)展十分迅速的大背景下，我國(guó)的汽車制造業(yè)也一定會(huì)有更大的發(fā)展。

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（作者單位：上海航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司）