汽车车身焊接技术发展现状及趋势探讨论文_郭祥林

汽车车身焊接技术发展现状及趋势探讨论文_郭祥林

安徽江淮汽车集团股份有限公司新能源汽车技术安徽省技术创新中心 安徽合肥 230601

摘要:汽车制造业要加强对汽车车身焊接技术的研究力度,注重车身焊接的每一个细节,以便实现高精度焊接的目标,对于汽车车身焊接技术的要求也越来越高。在汽车车身焊接市场上依旧活跃着传统的焊接技术,包括电阻焊和电弧焊技术,同时新型焊接技术和工业机器人在焊接工作面上的使用是汽车车身焊接技术的发展新趋向。

关键词:汽车;车身焊接;技术发展

我国汽车车身的焊接技术相对于国外汽车车身的焊接技术可能有些不足。但随着我国科技的发展,汽车车身的焊接技术在机器人技术、自动化焊接和信息技术的发展中得到了很大的提高。

一、汽车车身焊接技术现状

1电阻焊技术

电阻焊技术是在国内汽车车身焊接市场上最为常见的一种焊接技术,其具体的工艺操作流程就是在两个电极之间放置需要被焊接的工件,然后给机器通电,经过的强大电流通过流经工件的工作接触面包括邻近区域,因为电流的流通会产生电阻热,所以产生的热量会让工作加热,一直到熔化或者可塑性状态,这样就有利于下一步的与金属结合。汽车车身的电阻焊技术也存在不同的分类,包括点焊、凸焊、缝焊和对焊。针对不同的汽车车身的不同焊接部位,或者是根据焊接要求高低不同,而采用不用的电阻焊技术。在这几种电阻焊焊接技术中,最为常用的就是电焊技术。

2电弧焊技术

由于电阻焊技术在实际应用时存在问题或者缺点,例如在容易在车身焊接过程中造成工件的变形,不容易掌控尺寸,因而在汽车车身焊接小尺寸零件的时候采用电弧焊技术,因为在这种情况下无法采用电阻焊技术。现今在我国国内汽车焊接厂家中最为常见的电弧焊技术包括电弧焊工艺熔化极气体保护焊,这种焊接工艺根据使用的保护气体和焊丝的不同,又分为二氧化碳气体保护焊、MAG焊(保护气体为氩气,加入少量的二氧化碳或者氧气)和MIG焊(保护气体为氩气或者氦气)三类。此外,在电弧焊技术领域中除了电弧焊工艺熔化极气体保护焊技术,还有一种技术就是电弧螺柱焊技术,这种技术的操作工艺较为特殊,因而不是很常见。

3激光焊接

激光焊是发展时间较晚的一种技术,但是其优势和特点却很明显,例如在工作过程中工作变形小、能量密度高、热影响区狭窄、焊接速度快、容易实现自动控制系统和没有后续加工困扰等。激光焊接技术在汽车制造业上应用最为广泛,其中包括多种焊接技术,例如激光拼焊板、激光钎焊和激光熔焊。

二、汽车车身焊接技术的未来发展趋势

1车身新材料焊接

由于汽车工艺的发展,对于汽车使用材料的要求也越来越高,汽车的材料使用上追求绿色节约和环保理念,逐步从从前的汽车车身单一钢结构的使用,向目前的高强度优质钢结构演变,并且逐步达到使用轻质合金和复合材料结构的目标。对于高强度钢,由于其的高强性能也导致塑性温度区间变得狭小,因而想要获得一般钢的塑性变形就需要更大的电极压力,但也在同时缩小了焊接工艺适用范围。所以,最新的应对高强钢的焊接技术有脉冲点焊、中频点焊等焊接技术,这样可以通过增加焊接过程中的电极压力,从而很好的控制焊接力度,达到良好的焊点效果。另外,激光焊接技术也是针对高强度钢焊接时使用的常见焊接技术。

2绿色环保化

未来的汽车产业发展中除了要满足安全这一首要因素以外,环保也将成为汽车制造中的重要发展方向。因此要求汽车车身焊接中应尽量实现轻量化,尽量减少对车身的负载量,在进行生产的过程中则要尽量减少污染的发生,促使环保性能得到整体性的提升。在未来发展中汽车焊接技术需要不断地创新发展,制定出积极的环保计划,促使整个社会都能围绕环保更好地发展。

3自动数字化

对于制造生产行业来说,自动数字化并不陌生。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆自动数字化是将许多复杂多变的信息、机器设备等按照人们的要求,在没有人或者较少人的情况下处理问题的方式。通过自动数字化,整个生产制造领域采用机器自动化和数字化的方式来运作,对员工的需求量逐渐减少,这种方式不仅节约了人力,还能够更加系统地完成整个生产过程,生产批量化、市场化,在有限的时间生产出越来越多的汽车,长期来看,是非常节约成本的。

4制造虚拟化

虚拟化制造将会出现在更多的汽车生产工厂,这一技术可以减少多项实际操作环节,首先是设计虚拟,在设计产品时就可以在虚拟系统中操作设计方案,不仅可以看出实际效果,还能够从生产过程中发现容易出现的问题,提出并验证这些问题的方案,那么在实际操作中就能够规避出现相同的问题。制造虚拟化不仅仅适用于设计,装配、加工等环节也适用,这样研发新技术的时间周期就相应缩短,就能够在过去相同时间内研发出比以前更多的新技术。不仅节约了成本,还创造了新收益。

5气体保护焊接技术

(1)表面张力过渡波形控制技术:用2个电流脉冲完成1个熔滴过渡,第1个脉冲形成熔滴直至熔滴与工件短路;第2个脉冲是1个短时窄脉冲并不断检测di/dt,同时控制电流脉冲值,以产生适当的电磁收缩力,使熔滴颈部收缩,靠熔池表面张力拉断,完成1个熔滴过渡而不产生飞溅。

(2)逆变电源波形控制技术:利用逆变电源良好的动特性和可控性,采用波形控制,在短路阶段初期抑制电流上升,以减少大颗粒飞溅,并利于熔滴在熔池铺开;当熔滴在熔池铺开后,使电流迅速上升,以加速形成缩颈,使小桥爆断时飞溅减少。

(3)氩弧焊新技术:氩弧焊有非熔化极和熔化极两种,均用于汽车工业有色金属和高合金钢焊接中。为改善CO2气体保护焊的成形和减少飞溅,采用加入80%或20%Ar的混合气体保护焊。

6激光和电弧复合热源焊接

现在研究最多、应用最广的是激光-电弧复合热源焊接技术,主要目的是有效利用电弧热源,在较小的激光功率条件下获得较大熔深,同时提高激光焊接对焊缝间隙的适应性,实现高效率、高质量的焊接过程近年来,汽车产品在轻量化、安全性以及防腐耐蚀方面的需求,促进了高强钢板、镀层钢板等新型材料的研制,亦对焊材品种及其相关工艺不断提出了新的课题。例如,为满足机器人焊接高效率的需求,从提高送丝性能和引弧陈功率,减少飞溅、改善电弧稳定性等方面考虑,开展了不镀铜型MAG焊实芯焊丝的研制;新开发的脉冲MAG焊接用的实芯焊丝,通过改变组织成分,降低熔滴的粘度和表面张力,焊丝经过表面处理,促进了电弧喷射过渡,与普通的焊丝相比较,焊接速度达到1.5倍左右;针对焊接管板、轻型钢架等镀锌钢材的专用药芯焊丝,能明显减少镀锌钢材焊接时的飞溅量和气孔数量,获得优良的焊接性能。另外,低尘低飞溅型药芯焊丝、极薄板的MAG焊焊丝等都在迅速发展中。同时,根据汽车焊接加工的特点和汽车用钢的焊接材料专业性,正逐步形成使焊接对象、焊接材料、焊接方法三者匹配的工艺。

7工业机器人在汽车车身焊接上的运用

众所周知,汽车工业制造业是一个劳动密集型产业,对于劳动力的数量和工作效率要求较高,并且工作工艺流程的标准化程度也高,因而十分适合使用工业机器人。随着科技的不断发展和社会和进步,对于汽车制造业的要求也与时俱进,新型环保优质的材料逐渐代替传统的汽车车身单一钢结构材料,不同的焊接新技术和机器人工艺逐步成为汽车车身焊接技术的主流趋势。

结语

因为市场的需求在不断变化,市场的竞争也越来越大,为了能够更好地适应市场的要求,汽车车身焊接技术就需要不断改革创新,汽车车身焊接技术不仅仅代表了汽车行业的发展,也是这个时代发展面貌的代表。因此,我们在对汽车车身焊接技术的现状进行分析后,还应该对以后的发展进行展望和探析,使汽车车身焊接技术在现有的基础上不断创新,这样不仅对于汽车行业,甚至其他领域都将会是一个创新的时代。

参考文献

[1]金明姬;刘桂达.汽车车身焊接技术现状及发展[J].科技创新与应用,2016(03).

[2]张玉超.汽车车身焊接技术现状及发展[J].科技经济导刊,2016(02).

论文作者:郭祥林

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/13

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