焊接在車身焊裝的運用研究

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本文作者：吳召作者單位：天津市國達測控技術有限公司

在汽車制造領域中,不管是汽車車身的制造還是安裝零部件都必須經歷一個階段那就是焊接,這個階段是非常關鍵的,焊接對汽車外觀有直接的重要的影響,要是焊接質量不符合要求的話,嚴重時會引起車身發生漏雨,開動時有引起路面以及風力噪音產生的可能性。因此,為了提高汽車工業品牌,應該在汽車車身方面大力推廣焊接新技術。

1激光焊接的技術方法

1.1對激光焊接技術進行的劃分

(1)雙光束以及多光束激光焊接:之所以會提出該種焊接方式,主要是因為其可以提供較大溶深,有穩固的焊接過程,有利于焊縫順利成形,將兩臺甚至更多的激光器同時激光形成的光束集中在一起,這個過程就是焊接過程。該技術在厚度適中的零部件焊接方面使用最多。(2)激光熔焊:在生產汽車車身時通常采用的是對接焊技術和搭接焊技術,在車身零件沒有進行沖壓成型時,對于不同厚度和材質的鋼板進行拼接用的就是對接焊技術,而搭接焊技術則是用于進行車身裝焊時的部件焊接,比如對車門進行的焊接等。汽車底盤位置的零部件一般選擇別的接頭形式。(3)激光釬焊:在光滑表面形成的過程中防止鋅鍍層發生溶化是該焊接技術的基本特點,而且其還能在腐蝕完成后減少大量處理工序。正是由于該特征,激光釬焊對部分表面能看得見的接合而言,效果是很不錯的,比如后行李箱蓋與車門,車身的側位與頂蓋二者之間的焊接等。

1.2汽車領域中關于激光焊接技術的實際使用

(1)在車身裝焊環節使用的激光焊接技術:該技術由電腦控制,所以不管是機動性還是靈活力都較好,對車身內板構件的焊接其效果是很不錯的,比例對儀表板進行的焊接等。(2)對汽車底盤位置的零部件實施的激光焊接:超過百種的零部件共同組成了汽車底盤,在進行不同厚度、種類以及等級的材料焊接時,可以利用激光焊接技術來將各種零件進行成形制作,以前無法完成的零部件的焊接通過激光焊接技術已經能夠得到很好的完成,同時還能促使汽車的靈活性得到進一步提升。(3)拼焊車身沖壓件:關于零部件的制作,可以采取鋼板激光拼焊技術實現,具體過程是將車身要求的不同材料以及厚度的鋼板通過拼焊方式完成,然后進行剪切以及下料,在這個基礎上采取激光拼接方式,最后通過沖壓使之成形,比如對門檻進行的拼焊,通過該方式生產車身可以減輕車身重量,優化車身結構,使其更加合理。

2新電阻焊的技術工藝

2.1伺服點焊鉗工藝

現今在點焊技術中的一個新型技術就是伺服點焊鉗技術。通過伺服氣缸以及伺服電機可以對焊接的實際行程以及其壓力進行規劃。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。與一般的加壓系統相比而言,伺服焊鉗在加壓過程中往往超過常規的五倍,還可以自行補償由壓饋等因素引起的壓力波動,在實施強頂鍛壓力對鋼材進行焊接時可以有效的滿足要求。此外層數和厚度都不一樣的工件,強度較高的鋼板在點焊過程中可以確保點焊質量符合規定的標準。要是結合中頻電阻焊技術以及機器人伺服點焊技術共同使用的話,往往會顯示出更大的優點。

2.2中頻電阻焊工藝

三相交流電通過整流電路后轉化為脈動直流電,這一過程就是中頻電阻焊的控制電源,接著再借助逆變電路(由功率開關器件構成)形成中頻方,然后與變壓器相互連接,在其降壓后經過整流電路將其轉換為脈動電流,以直流電形式為電極提供電流,最后實施焊接。在制造車身零部件過程中,使用最多最頻繁的設備當屬于中頻電阻,該電阻可以提供固定的較大功率,而且該電阻針對車身零部件能實施凸焊甚至是多頭點凸焊等。比如成焊寶瑪以前將次級整流方式以及專用凸焊專機給了神龍,該專機容量由200kVA減少為現在的40kVA,使焊接質量得到了進一步提升。關于裝焊車身,在其生產過程中,不管是在機器人電焊鉗上還是在懸掛式電焊鉗上中頻電阻焊都是非常關鍵的。目前,不管是在高強度的鋼板方面還是愛鍍鋅鋼板方面的焊接上中頻電焊技術的使用都非常普遍。比如在寶來制造過程中就有這樣的要求:只要是關于對鍍鋅鋼板以及高強度鋼板進行的焊接一定選擇中頻電焊技術手段。煙臺以及上海在其通用景程生產線上開展側圍焊接的過程中,因為焊接質量一直都很低劣,不符合規定的標準,所以選擇中頻電焊于A柱位置實施焊接。后來很多汽車企業都開始引進中頻點焊技術,事實證明使用該技術效果是非常好的。為了在車身焊接環節有效減少機器人抓舉時的負荷以及提高點焊質量,所以機器人中頻點焊技術得到了大力推廣。

2.3一體式點焊鉗工藝

一體式點焊鉗是由點焊鉗以及焊接變壓器組合而成的。在焊鉗內部集中變壓器是該技術手段的主要優點,這不僅有利于節約電能,而且有利于避免焊接時出現的二次回路情況,此外還極大的減少了在電源容量方面的需求量,能極大的節約能源。在機器人焊接方面一體式點焊鉗技術的運用已經非常普遍。由于焊接質量的標準越來越高,各種各樣的車身新材料的不斷引進,在我國汽車生產領域,懸掛式的一體式點焊鉗技術已經在很多汽車生產企業得到了大力推廣,該方式是通過人工進行操作的,這樣的話可以最大程度的確保操作人員的人身安全,而且操作起來也非常方便,能極大的節省能源。例如在上海大眾P0lo車的焊接生產線上,一體式點焊鉗已經得到了全部的應用。但是由于使用一體式點焊鉗的成本很高,還有很多汽車制造公司沒有完全采用,僅僅在分體式焊鉗不能進行操作的時候才使用該技術手段。

3膠接點焊工藝

點焊接頭因為受載將給焊點位置帶來很大的應力,盡管膠接接頭在抗疲勞方面性能較好,可是其在靜強度方面較差,嚴重的話接頭性能會由于膠層變得老化而逐漸減弱。所以,為了進一步提高點焊接頭在抗疲勞方面的性能,建議使用一種新工藝,也就是膠接點焊,該工藝可以將膠接以及電阻點焊有效復合,在工件將要進行點焊的位置涂抹部分膠接著開展點焊工作。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。該種新焊接技術手段一般在鋁合金以及鍍鋅鋼板方面使用較為頻繁,由于其在對異種材料連接方面具有很大的潛力,因此具有廣泛的前景,尤其是該技術可以完成目前連接工藝不能實施的連接工作。現今在我國,在很多的汽車車身生產企業中都開始使用膠焊技術。尤其是日本通過引進并對全膠焊接技術的使用制造出了小轎車。

4等離子的焊接工藝

該技術具體運用過程是這樣的,在實施焊接時會產生一種等離子束,該等離子束非常有力,能很好的融化材料,由于等離子弧度會逐漸移動,焊孔將隨其移動而慢慢閉合,這樣的話會最大程度的降低焊接對象發生形變的可能性,直到實現了這樣一種程度為止,即通過肉眼是不能辨別的。這種技術已經在其他領域得到過廣泛的應用了。不過在汽車的車身制作領域里,只有一汽大眾在生產國產奧迪A4L的過程中首次的應用到這種等離子焊接技術。現今,該種焊接技術的使用在國產A4L的生產線上也非常普遍。該種焊接技術概括起來在四個方面具有優勢:(1)與以前的焊接強度相比而言,該技術可以在此基礎上增加30%。(2)極大的降低了焊接對象發生變形的可能性,確保了車身的美觀。(3)該技術的使用提高了生產速度。(4)該技術提高了車身的防腐性能,降低了維護設備帶來的費用。

簡而言之,焊接對汽車制造來說是非常重要的,在汽車生產領域焊接不僅是一項關鍵的加工手段,而且是一個關鍵的環節,因此在汽車制造領域得到了廣泛的使用。如果將新型焊接技術運用于更加廣泛的領域,它將會在穩定以及節能等方面帶來更大的經濟利益,將會使汽車車身水平以及質量跨上一個新臺階。