焊接設(shè)備與金屬材料的需求特點

馮菁菁

（渤海船舶職業(yè)學院，遼寧 葫蘆島 125100）

汽車工業(yè)是增強我國經(jīng)濟基礎(chǔ)的重要支撐，在汽車工業(yè)能源和資源消耗中占很大比例。據(jù)統(tǒng)計，每年汽車質(zhì)量都會降低9%的燃油消耗，嚴重影響了實現(xiàn)汽車輕量化的目標。材料輕量化是汽車輕量化經(jīng)常采用的一種工藝技術(shù)，這對汽車材料的要求較高，尤其在金屬材料輕量化的研究上，需要以高強度鋼為主，通過增加材料的厚度和強度降低材料用量，從而實現(xiàn)材料性能達到輕量化的目的。

自動焊接設(shè)備是工藝施工通常采用的自動化設(shè)備，可以有效提高材料輕量的效率和生產(chǎn)質(zhì)量。但在焊接設(shè)備與金屬材料的使用上，會影響材料輕量化的質(zhì)量，進而分析焊接設(shè)備與金屬材料的需求特點[1]。

1 焊接設(shè)備的需求特點

通過調(diào)查我國經(jīng)濟發(fā)展的總體形勢發(fā)現(xiàn)我國粗鋼的年產(chǎn)量突破了2億元，在2010年至2016年一直保持這樣的生產(chǎn)水平，從2017年開始我國鋁產(chǎn)量的需求下降，焊接產(chǎn)品構(gòu)成情況，如下所示。

表1是焊接產(chǎn)品構(gòu)成情況，從2010年至2014年焊接設(shè)備需求量較多，在2015年焊接設(shè)備需求逐年下降。可以看出，相對國內(nèi)市場來說，焊接設(shè)備產(chǎn)量需求相對是不很穩(wěn)定。當前焊接設(shè)備需求大于產(chǎn)量，在激烈的競爭市場下，需要多功能的焊接設(shè)備，增長市場需求量。焊接是汽車制造過程中一個重要的工序，也是必不可少的一部分。焊接質(zhì)量會影響材料輕量化的安全和可靠性。

常用的工藝方法有電阻焊中的電焊和凸焊[2]。在汽車制造行業(yè)中，采用的焊接工藝方法對焊接設(shè)備的性能要求是不同的，在基礎(chǔ)能力方面需要具備以下幾個條件。

第一，焊接設(shè)備的機械性能可靠性較強，設(shè)備程序運行穩(wěn)定，保證設(shè)備性能符合焊接工藝的要求。第二，要求焊接設(shè)備在參數(shù)高速采樣時具備較高的分辨率和快速分析能力，并且保證通信數(shù)據(jù)的精準性和準確性[3]。第三，要求設(shè)備縮小控制精度產(chǎn)生的誤差值。第四，高端設(shè)備需要具備輸出參數(shù)的動態(tài)監(jiān)測功能、自動修正功能和輸出功率自動補償功能，通過實現(xiàn)以上功能形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。此外，還需要設(shè)備的監(jiān)測功能和補償精度滿足焊接工藝質(zhì)量的需求。按照工藝規(guī)定需要將工藝質(zhì)量控制在5%以內(nèi)。第四，保證設(shè)備安全，具備較強的保護功能。第五，焊接設(shè)備維修成本較低，方便備件更換，提高工藝施工的效率。第六，設(shè)備體積小，重量輕，安裝與搬運過程需要符合焊接材料的需求。

表1 焊接產(chǎn)品構(gòu)成

2 金屬材料的需求特點

在早期汽車制造業(yè)對汽車需求量不大，對使用的金屬材料密度和質(zhì)量較高。在小康社會，人們對代步工具的要求越來越高，汽車制造的材料由高密度材料發(fā)展為低密度材料。輕金屬材料相比傳統(tǒng)材料更具有優(yōu)勢，主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

第一，新型金屬材料的密度較低，制造出汽車質(zhì)量也會偏低。第二，輕金屬具有耐磨性強和耐熱性好的特點，相比傳統(tǒng)金屬的硬度大，密度更小。第三，新型材料可以節(jié)約能源，促進汽車制造行業(yè)可持續(xù)戰(zhàn)略的發(fā)展[4]。

相比其他鋁材料來說，鋁具有較多的特點，是汽車制造業(yè)中非常受青睞的材料，技術(shù)人員根據(jù)鋁的優(yōu)勢制造汽車發(fā)動機，在加工工藝強度上相比其他金屬材料更成熟。據(jù)調(diào)查，2015年每輛車上都使用大約140kg的鋁。鋁用量逐漸增加，預測在2021年會達到190kg。在汽車制造中鑄鋁和鍛鋁是使用最多的負荷材料。其中鋁是使用量最多的金屬材料，主要應用在保險杠和發(fā)動機等汽車部件中。該金屬材料不但可以提升發(fā)動機性能、汽車主體結(jié)構(gòu)性能和車輛行駛速度，還能減輕汽車的重量[5]。

不同的金屬材料具備的功能不一樣，鋁材料的強度相比其他金屬材料重量更輕，制作過程是由傳統(tǒng)的金屬復合材料組成，相比之前激光加工的金屬材料密度更小，重量更強。在高溫和高壓的環(huán)境下，鋁會與氧氣產(chǎn)生反應，生成一層氧化膜，避免材料被腐蝕，通過上述分析，說明該材料具有極高的耐熱性和延展性。

3 結(jié)語

汽車輕量化對金屬材料和焊接設(shè)備的要求較高，當前我國焊接技術(shù)和金屬材料在研發(fā)和制造費用上相對較低，可以減少制造行業(yè)的成本投入。在設(shè)備操作上，相對傳統(tǒng)方法更易操作，材料采購的時間較短，可以有效減少成本支出的費用。此外，在選擇相關(guān)設(shè)備是需要考慮產(chǎn)品的焊接特點和金屬材料的需求特點上，選擇適合企業(yè)發(fā)展的產(chǎn)品。