焊接技術在汽車車身焊接中的應用

裴志偉 趙晟業

摘 要：隨著經濟發展和人民生活水平的提高，汽車已經不再像20世紀一樣罕見，基本上每個家庭都有一部屬于自己的私家車，汽車的普及速度讓人刮目相看。主要是因為飛速發展的國民經濟提高了人們的生活水平，人們有能力購買私家車了，汽車也不再是奢侈品了。而市場上價位不等多種類型的汽車也滿足了不同階層的人的購買力。這就大大方便了人們的出行，也促進了國民經濟的發展。而交通路況的改善為汽車的出行提供了便利條件，不管是日常的上下班還是節假日的全家出游，家庭轎車的行駛公里數也在不斷增加，長時間的使用必然會對車身造成一定的損壞。因此，研究焊接技術不僅可以提高汽車制造的質量，還能減少成本，提高經濟收益。

關鍵詞：汽車車身;焊接技術;電阻焊;激光焊;膠接點焊

1 電阻焊技術

1.1 中頻電阻焊

在中頻電阻焊中，它的控制電源是三相交流電經過整流電路后變成脈動直流電的過程，然后通過由功率開關器件組合而成的逆變電路轉變為中頻方，再與變壓器進行連接，經過變壓器的降壓后通過整流電路變成脈動電流，將電流以直流電的形式供給電極，最后進行焊接工作。在進行生產車身的零部件時，主要用到的設備是能夠提供固定式的大功率中頻電阻焊，可以對車身的零部件進行凸焊或者多頭點凸焊等。在進行裝焊車身的生產過程中，在懸掛式電焊鉗以及機器人電焊鉗上會用到中頻電阻焊。近幾年來，中頻電焊已經被廣泛應用到鍍鋅鋼板和高強度鋼板的焊接上面。例如，在大眾、寶來等生產線上會做出如下規定：凡是進行焊接高強度鋼板或者鍍鋅鋼板時都必須應用中頻電焊技術。

1.2 伺服點焊鉗

目前伺服點焊鉗已經成為點焊技術里的一個新技術。經由伺服電機或者是伺服氣缸來規劃焊接的具體行程和焊接壓力。伺服控制器既可以充當焊接機器人里的一部分控制系統，也可以當作單獨的伺服控制器，通過它來讓焊接壓力經由反饋傳感器生成可編程的伺服加壓系統，這個過程可以為整個焊接過程中需要的動態焊接壓力提供保證，產生最合適的電極壓力。相對于常規的加壓系統來說，伺服焊鉗在進行加壓時可以高出常規的五倍之多，并且能夠對壓饋等原因造成的壓力波動進行自動的補償，在進行強頂鍛壓力的焊接鋼材過程中能夠很好的滿足其需求。而且還能夠在高強度鋼板、不同厚度以及層數的工件進行點焊時提高其點焊質量。如果將機器人伺服點焊技術和中頻電阻焊技術相結合，往往會將其最大的優越性發揮出來。

1.3 一體式點焊鉗

將焊接變壓器和點焊鉗合為一體之后就形成了一體式點焊鉗。它的最大優勢就是將變壓器集中于焊鉗內部，有效的縮短了焊接過程中的二次回路現象，并且減少了電能的消耗，同時降低了對電源容量的需求，對節能也有很好的幫助。一體式點焊鉗已經在機器人焊接的領域內得到了充分應用。隨著引進多種車身的新材料以及對焊接質量要求的不斷提高，在焊接機器人生產線上已經廣泛的應用了伺服中頻點焊鉗。在國內的很多汽車制造廠里，已經廣泛應用了懸掛式的一體式點焊鉗，這種方式是手工操作的，可以保障操作者的安全，操作過程也很方便，可以有效達到節能的目的。

2 激光焊接技術

車身制造工藝中的車身的焊接與拼接坯板焊接通常利用激光焊接，不但可以改善車身的抗沖擊性和抗疲勞性，而且可以大幅提高汽車的品質。目前激光焊接技術已廣泛應用于汽車車身各部件的制造中。奧迪、菲亞特、寶馬、通用、福特、豐田和日產等汽車制造商都先后在車身加工中應用激光拼焊技術。由于激光焊接采用計算機進行監測和控制，具有很強的靈活性和機動性，加上激光焊接在工藝上的優點，幾乎所有不分厚度、型號、種類、品質的材料可以通過激光焊接在一起，制成各種形狀的零件，從而大大提高車身設計的靈活性。這種拼接板坯料不但可設計制造出強度可靠、整體性好的車身結構件，又可降低車身質量、減少材料用量，并減少零部件制造和焊接工作量，達到降低制造成本的目的，并使得車身的安全性和抗腐蝕性能都有大幅度提高，車身結構大大簡化。如果車身制造使用點焊，需要16mm的凸緣寬度，激光焊接只需要5mm的凸緣寬度。把點焊改為激光焊，每輛車就可以節省大量的鋼材。激光焊比傳統點焊具有更高的效率，點焊速度通常為0.5m/min，而激光焊接速度可以達到5m/min以上。到目前為止，美國三大汽車公司已經有50%的電阻電焊生產線，被激光焊接生產線替代。激光焊接在日本工業生產中的應用為世界矚目，他們開發出在汽車車身制造中采用將薄鋼板實施激光焊接后沖壓成型的新方法已被世界上各大汽車廠商采用。而在德國，奧迪是最早使用激光焊接的汽車公司，它每天使用激光焊接可以生產2000件車身輔助車架。寶馬、沃爾沃、歐寶汽車公司也擁有了自己的用于車身和覆蓋件制造的激光焊接與切割生產線。意大利菲亞特汽車公司采用激光焊接技術是來完成車身中的鋼板組件的焊接。因其性能的優越性，高強鋼激光焊接裝配件在汽車車身制造中使用得越來越多。

3 膠接點焊技術

點焊接頭由于受載，會在焊點處產生較大的應力，雖然膠接的接頭具有很好的抗疲勞性，但是它的靜強度比較差，甚至接頭的性能會隨著膠層的老化進一步的降低。因此，為了將點焊接頭的抗疲勞性有效的提高，提出了一種能夠把電阻點焊與膠接進行復合的膠接點焊這一新工藝，在工件需要點焊的部位涂抹一些膠然后進行點焊。通過這種方式可以有效的增強膠焊接頭的靜強度，還能提高膠接接頭的抗疲勞性以及密封性等，并且提高了它的聲學性能。這種新型的焊接技術主要用于鍍鋅鋼板以及鋁合金等的連接上，并且它在連接異種材料的過程中潛力很大，應用前景非常廣闊，甚至能夠實現現有的連接工藝還無法完成的連接技術。目前，在我國國內的汽車車身制造行業已經將膠焊技術進行了一定范圍的應用。據了解，目前日本已經利用全膠焊接技術生產出了汽車。

4 結語

市場需求的不斷變化要求汽車車身焊接技術也要跟上這一步伐，車身焊接技術不僅代表著汽車的發展，也代表著整個時代的發展。

參考文獻：

[1]馬達.激光焊接技術在汽車車身制造中的應用[J].區域治理，2018，000（049）：279.

[2]張川川，趙坤.汽車車身焊接技術發展現狀及趨勢研究[J].精品，2019（06）：194.