汽車生產中的焊接技術研究

王磊　張春暉　劉海松

摘 要 汽車的焊接技術是汽車制造過程中一項重要的環節，汽車的發動機、車廂、變速器、車橋、車架的生產都離不開焊接技術。汽車的某些部分在生產時需要特殊強度的材料作為支撐，例如大型的齒輪和輪緣就需要有高強度的合金鋼來制成，材料的強度可以確保汽車的使用年限，但是，高強度的鋼材價格比較高，在生產汽車的過程中會造成成本的增加，焊接技術的應用取代了合金鋼的使用，而且提高了齒輪的耐用性，降低了汽車的生產成本。文章通過分析焊接技術在汽車制造中的應用，對節約汽車的生產成本有一定的促進作用。

關鍵詞 汽車生產；焊接技術；應用

中圖分類號：TG47 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0120-01

焊接技術作為生產汽車的必要技術，其存在很多的優勢，同時也面臨著諸多挑戰。一方面材料在新的時代已經產生了一些變化，實現了從黑色金屬向有色金屬的過渡，實現了從金屬材料向非金屬材料的過渡，材料的結構和功能也發生了一些變化，實現了從多維性材料向低維性材料的過渡。現在單一的材料已經不常見了，復合材料的應用在增多，新材料應用于汽車制造業必然對焊接技術提出了更高的要求。本文對焊接新技術進行分析，闡述焊接技術在汽車生產中的應用。

1 焊接技術在轎車生產中的應用

在汽車的生產過程中，人們運用電阻焊接的方法，這種方法運用電學、傳熱學和冶金學等多門學科，因此，要想使焊接質量提高，就必須對電學的相關因素進行控制。電阻焊接工藝是在制定參數的基礎上實現的，現在隨著計算機技術的高速發展，實現了數值模擬技術，計算機實現了對數據的篩選工作，人們在車間就不用再花費大量的時間來篩選數據，節約了大量的人力、物力和財力，提高了汽車制造商的經濟效益。尤其是在近幾年來汽車制造業的蓬勃發展，在汽車車身的薄板結構的裝配過程中，使用電阻焊接的方法，采用鋁合金等新的復合材料，增強了焊接的性能。

2 自動焊接技術的特征

自動焊鉗是由鉗身、電極、加壓器和安裝板等組成。電極直接應用于導電，形成焊接點，并可以發揮良好的散熱效果，根據焊接的位置和周圍工件形狀的差異，電極可以制作成彎形、直形和帽形，在進行焊接時，電極帽和電極桿要頻繁地與零件接觸，要承受焊接時帶來的壓力，因此，電極帽和電極桿容易發生變形和磨損，因此，需要經常更換電極帽和電極桿。為了在焊接過程中節約材料，要將電極進行分離式設計，將電極的夾頭和電極帽分開設計，夾頭和電極帽用椎體進行連接，這樣容易被磨損的電極桿就可以設計成能互換的通用件，這樣就提高了焊鉗的使用效率。

自動焊鉗有氣壓和油壓兩種加壓動力源，氣壓系統的結構特別簡易，且可靠性比較高，系統的反應速度快，系統的使用效率高，因此，氣動加壓的方法被汽車制造業廣泛應用。氣缸應該確保焊接時有充足的焊接壓力，它的大小應當根據焊接部位的沖壓件沒有壓痕為標準，同時要確保焊接的牢固，在對薄板進行焊接時，壓力一般在3000-5000N，為了保障氣缸的外形尺寸比較合理，一般在焊接時采用活塞增壓氣缸。

在電極臂內應該設置冷卻水管，是焊鉗在工作時可以行使冷卻水循環的通路，確保電極具有良好的冷卻設施。

安裝板是自動焊接技術與運動機構的結合體，整個焊接過程是通過安裝板的連接實現各點的連接的。安裝板與焊鉗之間的位置要根據焊接的要求來設定，在實際情況下，一定要保障自動焊鉗與機械裝置之間是絕緣的，通過使用絕緣套和絕緣墊片來實現兩者的絕緣。

3 車身自動焊接技術分析

自動焊鉗通過安裝板與運動機構連接，采用機械裝置的驅動力來完成“原位—到位—焊接—移位—再焊接—回位”的操作，完成每個位置的焊接后，可以將自動焊鉗看作三自由度的機器人，這樣可以高效地對工件進行定位，同時又能提高焊接的效率，減少人力耗損。

1）運動形式。自動焊鉗在車身的焊接工作中可以確定焊接點，也可以采用自動焊鉗進行多個焊接點的連接，自動焊鉗按照基座的運動形式可以分為固定式焊接、旋轉式焊接和移動式焊接。

在焊接的過程中，自動焊鉗的電極的閉合位置的確定應該根據工件數模的原理來確定，電極的方向必須與焊接處的工件面成垂直狀態，與焊接夾具的工作原理相同，自動焊鉗在不工作的時候，應該將工件取出。進行焊接時，可以按照固定的支架將自動焊鉗與焊臺連接，在實際的操作中常常避開與工件的干涉，將自動焊鉗移動。自動焊鉗在氣缸的驅動中進旋轉，這種措施比較簡單、可靠，已經被廣泛地應用于汽車制造中。

2）自動焊接系統。自動焊接系統是由自動焊鉗、焊鉗變壓器、時間調節裝置和二次回路構成的，焊接的變壓器與整流器可以為焊接工作提供電力資源，一臺焊接變壓器只能給一把焊鉗提供電源。時間調節器將焊接電流的頻率改變，起到調節焊接時間的作用。二次回路實現了焊接變壓器與自動焊鉗的鏈接，使之形成焊接的二次回路，二次回路是由銅電極和二次電纜組成，銅電極和焊鉗的運行狀態是由行程開關控制的，形成開關對銅電極的運行狀態檢測后將檢測信號發送到主控制系統，協調焊鉗的運行，整個焊鉗在主控制系統的控制下實現自動的焊接。

驅動氣缸為焊鉗提供驅動力，速度的調整采用的是出口節流的方式，保證焊鉗具有較大的啟動速度，可以平穩地運行，焊鉗具有較強的緩沖能力。加壓氣缸為自動焊鉗提供了加壓力。焊鉗的壓力與焊點處部件的厚度密切相關，因此，要對減壓閥進行控制，從而對進氣壓力進行調節。

4 焊接技術在汽車制造業中應用的趨勢

現在，機器人焊接技術已經廣泛應用于汽車制造業，汽車的底盤、導軌和座椅的框架都需要焊接技術。自動化柔性生產技術的發展，使機器人焊接技術集靈活性和自動化于一體，實現了焊接生產線的自動化。機器人焊接技術安裝了焊鉗存儲庫，焊接工人可以根據焊接的不同位置從存儲庫中自行選擇合適的焊鉗，傳輸設施已經實現了無人駕駛的柔性化更好的感應型導向車。隨著汽車制造業的不斷發展，汽車車身的焊接技術也實現了自動化發展，現代化的管理方法與先進的焊接技術的統一，對汽車制造業的發展具有重大的意義。

5 結束語

近年來，國內外都比較重視焊接技術的發展和改善，焊接技術的發展對提高產品質量和性能，提高制造業生產效率，減少生產過程中成本的消耗具有深遠的意義。焊劑技術作為汽車制造業不可或缺的加工技術，在迅猛發展的同時也受到了信息化巨浪的沖擊。我國為了促進汽車制造業的進一步發展，應該將計算機技術與焊接技術統一，改進對焊接程序的編制，減少現場調試的時間，通過計算機技術高效而準確地獲取焊接的信息，以此來提高我國汽車制造業的水平，使汽車制造業的經濟效益和社會效益有所提高。

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