汽車制造領域現代焊接技術的運用實踐略述

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汽車制造領域現代焊接技術的運用實踐略述

李珂

（一汽-大眾汽車有限公司佛山分公司，廣東 佛山 528000）

摘要：近些年，社會經濟的快速發展，科學技術的不斷進步，在汽車制造行業中已經普遍運用現代化焊接技術。通過對現代焊接技術進行分析，保證現代焊接技術可以合理、科學運用在汽車制造行業中。

關鍵詞：汽車制造；現代焊接技術

對于汽車制造行業而言，焊接作為汽車零部件和車身制造的重要環節，其發揮著承上啟下的功能，而且汽車產品種類比較多，成型結構十分復雜，對零部件的加工生產專業化和標準化以及加工效率等多個方面有著嚴格要求。近些年來，許多國家已經在汽車制造領域中運用機器人，特別是點焊機器人，主要應用點焊鉗轉換設備，而且在多點焊機方面實現了柔性化設計。因此，我國必須加強汽車制造領域現代焊接技術應用的研究，從而實現生產制造的自動化與柔性化。

一、汽車制造焊接工藝

在汽車制造焊接過程中，氣體保護的焊接工藝占據一定比重，而且已經研制出幾種氣體保護焊的新工藝。首先，表面張力過渡的波形控制技術，應用兩個電流脈沖實現1個熔滴過渡，其中第一個脈沖產生熔滴，一直到熔滴和工件短路，而第二個脈沖就是1個短時的窄脈沖，并且對di/dt進行持續檢測，嚴格控制電流的脈沖值，從而形成適宜的電磁收縮力，然后使熔滴的頸部收縮，利用熔池表面的張力實現拉斷，在實現1個熔滴的過渡同時并不會發生飛濺。其次，逆變電源的波形控制技術，運用逆變電源自身的動特性與可控性，加強波形控制，然后在短路時有效抑制電流的上升，在一定程度上降低大顆粒飛濺，便于熔滴可以在熔池鋪開。若是熔滴在熔池鋪開過后，就會使電流快速上升，在一定程度上加快了縮頸的產生，降低小橋爆斷時的飛濺。最后，氬弧焊技術，其包含非熔化極與熔化極，都可以應用在汽車制造有色金屬與高合金鋼的焊接方面，其中A-TIG技術可以有效節約能耗。

二、現代焊接技術在汽車制造中的應用

（一）激光與電弧復合的加熱焊接。激光焊接能夠焊出比較窄與深的焊縫，而電弧焊接能夠焊出比較寬且淺的焊縫。但是激光焊接技術投資成本比較大，但是將兩種焊接技術進行融合，可以在一定程度上提升焊接效率。由于激光焊接與電弧復合加熱焊接中焊炬設計尤為關鍵，其中兩熱源夾角必須要盡量小，因此焊炬也應該設計成為激光十雙的電弧電源。此種焊接技術已經應用在4至8mm厚度的鋼結構中，目前正在嘗試在更薄的汽車零部件制造與鋁合金的焊接中應用。同時激光不僅在焊接和精密切割方面運用，還可以在摩擦面產生油細花紋或是重熔復合層等方面應用，可以在一定程度上加強耐磨性。

（二）聯體懸掛方式點焊機。汽車制造行業中運用比較多的就是懸掛方式的點焊機，在汽車生產車間中常常具備幾十或是上百臺，聯體懸掛方式點焊接的容量通常在100kVA之上，已經運用在汽車薄板焊接領域中。在聯體懸掛方式點焊接實現一體化之后，僅僅需要利用兩根電源線與一根地線直接和焊機進行相連便可。其它有關部分通常在一體化的內部實施處理，并不需要繁瑣接線，在一定程度上節約許多動力電纜與信號電纜以及外圍設備，并且改進電網質量，降低電源干擾。另外在實現一體化之后，由于控制器和焊機間連線比較短，有效緩解了對電網造成的干擾。而集控制箱的懸掛方式點焊機于一體，其結構比較緊湊、合理，同時并不需要設置控制箱的安裝平臺，保證生產環境更加整潔與亮麗。

（三）電阻焊機。現階段，電阻焊機主要應用交流50Hz方式的單相交流電源，其容量比較大，且功率因數下。應用三相低頻電阻的焊機和三相次級整流的接觸焊機以及IGBT逆變電阻的焊機，能夠有效處理電網不平衡現象，并且在一定程度上提升功率因數。另外，還能夠實現電能的節約，便于完成參數微機控制，適合應用在鋁合金與不銹鋼以及其它相關難以焊金屬的焊接中，有效降低設備重量。

（四）焊接機器人。自動化柔性的生產系統作為汽車焊接未來主要發展趨勢，由于機器人具備良好的自動化與靈活性，因此在汽車制造行業中普遍應用。焊接機器人種類比較多，具備良好的柔性化。對于新型汽車生產線領域中的點焊機器人和弧焊機器人以及螺柱焊機機器人等已大規模應用。可是因為在專用程序與運行成本等相關要素的影響下，在許多小型企業中依然無法普遍應用。近些年，焊接機器人雖然在性價比等方面有著明顯提升，基本上企業能夠購買全位置與超過6自由度的現代化多功能機器人，可是目前汽車制造行業依然應用的為6自由度的點焊機器人與弧焊機器人。因此，未來還需要進一步研究焊縫跟蹤技術和焊縫檢測技術以及遠程編程技術等，從而融合在焊接機器人中，提高汽車生產制造的工作效率。

三、焊接技術運用整體趨勢

汽車車身作為比較復雜的殼體，主要由大量薄板沖壓件進行裝焊加工。針對車身裝焊時許多離散質量信息數據完成合理組織與自動化管理，可以有效反應車身生產整體質量，從而為技術與管理工作人員提供數據，然后在一定程度上降低故障的響應時間，加強質量管理有效性。目前，國際焊接學會依據軟件具體用途，制定了焊接應用軟件與分類方法。對于焊接應用軟件而言，焊接專家系統和焊接CAPP系統以及焊接信息數據庫系統等最具代表性，有關開發技術以及方法等，對焊接軟件開發可以提供參考。

結束語：

焊接技術是機械制造領域主要加工工藝，運用計算機技術，能夠合理編制焊接程序，在一定程度上降低現場調試時間，從而提升國內汽車制造領域的信息化水平。另外，運用現代化焊接技術可以提高生產效率，加強設備的安全性與可靠性，從而使企業獲取更大的經濟效益與社會效益。

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文章編號：1671-864X（2015）05-0047-01

文獻標識碼：A

中圖分類號：TG47