汽車零部件焊接工藝研究

王海蘊(yùn)

摘要：文章主要是對(duì)當(dāng)前較為常用的汽車零部件焊接工藝優(yōu)點(diǎn)以及其的使用范圍展開了分析，同時(shí)對(duì)其中應(yīng)用的較為廣泛的激光焊來講解了其技術(shù)在汽車零部件焊接過程中的實(shí)際應(yīng)用情況，望能為有關(guān)人員提供到一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：汽車零部件;激光焊;焊接工藝

1、前言

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展進(jìn)出層。焊接工藝是汽車制造技術(shù)中重要的組成部分，在其中擔(dān)任著重要的作用，其的質(zhì)量會(huì)直接影響到汽車整體的質(zhì)量和品質(zhì)。為此文章對(duì)焊接工藝展開了全面的分析和探討。

2、汽車零部件焊接工藝

2.1? 、CO2氣體保護(hù)焊

此種焊接工藝就是在CO2氣體的保護(hù)氛圍中進(jìn)行焊接的方式，其主要優(yōu)點(diǎn)就是具有較低的焊接成本以及較高的焊接加工效率，不僅比電弧焊的焊接材料成本降低一半左右，而且比電弧焊的焊接效率提高2～4倍左右。其次就是具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)工件厚度沒有要求，而且可以進(jìn)行全方位的焊接以下向下焊接的方式。此外，此種焊接方式所形成的焊縫中具有較少的氫和氮的含量，因此抗裂性比較高。焊接之后的變形也比較小，比較適合在汽車加工中的車身蒙皮、后橋、車架以及車廂等零部件焊接中應(yīng)用。

2.2? 、電阻焊

此種焊接方式的原理就是將汽車零部件在兩個(gè)電極之間壓緊之后施加一定的電流，通過此電流在汽車零部件中流過時(shí)在接觸面或鄰近區(qū)域中產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)來使得工件熔化并且與金屬進(jìn)行結(jié)合。此種焊接方法首先是由于不需要使用焊條以及氫、氧等焊接材料因此具有較低的成本。而且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化的焊接方式來簡(jiǎn)化人工操作流程，降低人工焊接勞動(dòng)強(qiáng)度，而且也不會(huì)產(chǎn)生噪聲以及有害氣體，因此對(duì)作業(yè)環(huán)境起到改善作用。再次就是可以利用比較短的加熱時(shí)間來降低其熱影響區(qū)域，并且具有較小的變形應(yīng)力。最后就是在焊接之后不需要進(jìn)行校正和熱處理就可以滿足焊接工藝要求。

2.3? 、激光焊

此種焊接方式主要是對(duì)聚焦好的激光束進(jìn)行利用來對(duì)焊件進(jìn)行能源轟擊，且對(duì)此能源轟擊過程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行利用來進(jìn)行焊接的方式。此種焊接方式的熱影響區(qū)域比較小，也降低了由于熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生的變形應(yīng)力問題。而且在焊接過程中不需要使用電極，也不需要進(jìn)行接觸，因此降低了電極污染問題，以及降低機(jī)具的變形和損耗問題。此外，此種焊接方式可以對(duì)體積比較小且間隔比較近的零部件進(jìn)行焊接，不會(huì)受到空間的限制，而且可以對(duì)多種不同材質(zhì)的材料甚至是不同物性的兩種金屬進(jìn)行焊接，不會(huì)受到磁場(chǎng)的干擾，可以通過自動(dòng)化的方式來提高焊接品質(zhì)以及焊接效率。在此工藝的實(shí)際應(yīng)用中，目前比較先進(jìn)的方式就是通過激光焊接機(jī)器人來對(duì)原有的電阻焊機(jī)器人進(jìn)行代替，而且在進(jìn)行上述改變之后，其焊接速度和效率可以相當(dāng)于3～4臺(tái)電阻焊機(jī)器人。而且在汽車零部件焊接施工中可以在整個(gè)過程中對(duì)激光焊接機(jī)器人進(jìn)行充分利用，不僅可以實(shí)現(xiàn)焊接效率的提升，而且可以減少焊件準(zhǔn)備以及工裝投資，還可以實(shí)現(xiàn)車身密封以及相關(guān)材料的消耗，預(yù)計(jì)進(jìn)行一臺(tái)汽車零部件的焊接加工就可以節(jié)省至少150美元的費(fèi)用消耗，而且還可以實(shí)現(xiàn)提高至少一半的鋼材利用效率的優(yōu)點(diǎn)。也就是說在目前汽車零部件制造過程中對(duì)激光焊接技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，不僅可以推動(dòng)在汽車制造中使用車身沖壓零件來對(duì)原有的鍛造零件進(jìn)行代替的發(fā)展進(jìn)程，而且也可以推動(dòng)汽車零部件焊點(diǎn)連接向分子層面結(jié)合的方向進(jìn)行快速發(fā)展，這樣就可以實(shí)現(xiàn)車身整體強(qiáng)度的提高以及碰撞安全性的提高，有效降低車身內(nèi)部的噪聲。

3、汽車零部件焊接工藝的應(yīng)用

在目前汽車制造過程中對(duì)零部件的加工質(zhì)量和精度要求不斷提高的同時(shí)，而且對(duì)零部件的加工美觀程度也提高較高的要求，針對(duì)其中的焊接工藝來說，不僅對(duì)焊接加工精度有著較高的要求，而且要焊接部位要美觀平整且焊縫也要具有較小的變形。而上述比較先進(jìn)的激光焊接技術(shù)不僅在焊接中不需要在焊接過程中進(jìn)行坡口的設(shè)置以及進(jìn)行填充工藝，而且還具有較小的熱影響區(qū)以及較快的焊接速度、較小的焊接變形，焊接之后的焊縫組織細(xì)化程度較高，焊接之后構(gòu)件的機(jī)械性能也比母體材料的性能要高很多。在目前的汽車零部件焊接加工中，激光焊接工藝的應(yīng)用也最為廣發(fā)納，滿足上述汽車制造對(duì)零部件加工精度等技術(shù)要求，并推動(dòng)汽車零部件焊接工藝水平的提高。

3.1、在車身制造中的應(yīng)用

汽車車身的制造質(zhì)量直接決定整車的品質(zhì)，在對(duì)其半成品成型加工中可以對(duì)激光焊接工藝進(jìn)行應(yīng)用，具體地說就是對(duì)激光拼焊板進(jìn)行沖壓來形成車身，就是對(duì)具有不同物理化學(xué)性能、表面狀態(tài)以及厚度的2～3塊板材進(jìn)行精確的裁剪之后進(jìn)行拼焊，在拼焊之后對(duì)拼焊形成的半成品來進(jìn)行沖壓并形成車身零件。通過此種焊接方式可以有效提高車身零件的焊縫品質(zhì)以及焊縫轉(zhuǎn)接的平穩(wěn)性，對(duì)于車身領(lǐng)不加你抗疲勞性以及抗沖擊性的提高具有小豬的效果。而且可以減少汽車車身制造過程中的零配件以及結(jié)構(gòu)件的數(shù)量，這樣就可以減少車身的總質(zhì)量，提高車身的尺寸精度和抗腐蝕性能，并且可以提高汽車整體結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性。

3.2? 、在零部件制造上的應(yīng)用

目前在汽車零部件的制造中，比如變速齒輪、散熱器、傳動(dòng)軸、半軸、增壓器輪軸等超過一半的零部件都是依靠激光焊接工藝來進(jìn)行制造的，尤其是在對(duì)齒輪進(jìn)行制造加工的過程中，通過激光焊接工藝的應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)的制造工藝進(jìn)行了改進(jìn)，提高了齒輪加工制造的經(jīng)濟(jì)性，而且也使得齒輪結(jié)構(gòu)更加緊湊。這主要是由于采用激光焊接工藝之后可以對(duì)傳統(tǒng)的齒輪制造工藝進(jìn)行簡(jiǎn)化，并且也節(jié)省了大量的原材料，生產(chǎn)效率也大大提升，降低了齒輪的制造成本。

3.3? 、復(fù)合激光焊在汽車零部件制造中的應(yīng)用

雖然激光焊工藝具有較深的焊縫，但是焊縫的寬度比較窄，因此可以利用電弧焊焊縫具有較大寬度的優(yōu)點(diǎn)來對(duì)這兩種焊接工藝結(jié)合，具體地說就是通過激光產(chǎn)生的等離子小孔來滿足熔深的要求，而通過焊接電弧來對(duì)熔寬進(jìn)行控制。通過這種復(fù)合激光焊的工藝可以在提高焊接質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)焊接效率的提升。而且可以將激光焊與氬弧焊進(jìn)行結(jié)合來節(jié)省拼焊加工工藝，改善焊縫的性能，提高焊接的速度以及降低焊接過程中的間隙敏感度，提高焊接適應(yīng)性，節(jié)省焊接費(fèi)用。此種焊接技術(shù)在汽車制造企業(yè)中應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了材料和結(jié)構(gòu)焊接性能與可靠性的提高，而且節(jié)省電源設(shè)備的投資。

4、汽車焊接工藝的發(fā)展趨勢(shì)

近年來尤其是進(jìn)入本世紀(jì)以來，我國(guó)的汽車行業(yè)取得了較大的進(jìn)步和發(fā)展，其中的汽車零部件焊接工藝水平也有了較大的進(jìn)步和發(fā)展。但是相對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平來說還具有一定的差距。在目前汽車零部件加工工藝正在向自動(dòng)化方向發(fā)展的過程中，汽車零部件的焊接工藝也在向自動(dòng)化方向發(fā)展。其中以我國(guó)長(zhǎng)春一汽大眾公司來說，對(duì)其中某款車型的車身焊接工藝中引進(jìn)了十幾條自動(dòng)化生產(chǎn)線，不僅具有較高的自動(dòng)化普及程度，而且基本實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制以及焊接和傳送的自動(dòng)完成。在這些自動(dòng)化生產(chǎn)線中主要是對(duì)通過計(jì)算機(jī)控制的焊接機(jī)器人進(jìn)行充分利用。其可以根據(jù)不同部分零部件的焊接要求來對(duì)焊接工藝進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，對(duì)工作條件進(jìn)行改善、對(duì)生產(chǎn)效率和質(zhì)量進(jìn)行提升，以及對(duì)焊接材料的損耗以及對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行減少。隨著轎車的發(fā)展日趨小型化與輕量化，汽車材料也不斷向多元化發(fā)展，如鋁鎂合金、熱塑性合成材料及復(fù)合材料等。由于車身中采用了大量的復(fù)合材料，為了達(dá)到車身結(jié)構(gòu)多方面的要求，就必須根據(jù)不同材料采用不同的焊接工藝。因此，必須堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，大力加速發(fā)展高效節(jié)能的焊接新工藝及新設(shè)備。

5、結(jié)束語

在汽車零部件焊接加工中較常使用到的焊接工藝中有激光焊、電阻焊等，而其中的激光焊在我國(guó)汽車零部件焊接中的應(yīng)用前景是最好的，有關(guān)人員可以將激光焊與傳統(tǒng)焊接工藝進(jìn)行結(jié)合，從而滿足到當(dāng)前人們對(duì)焊接的不同需求，才能有效推動(dòng)到汽車零部件焊接工藝技術(shù)的進(jìn)步。

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