现代焊接技术在汽车制造中的运用

戴斌

摘 要：在现代机械制造业之中，焊接作为一种必要的工艺方法，在汽车制造之中得到广泛的应用。汽车的发动机、车桥、变速箱、车身、车架、车厢等总成都需要焊接技术应用的支持。所以，文章针对汽车制造中焊接技术的使用情况进行了分析，以便对后续的汽车制造有一定的借鉴价值。

关键词：汽车;制造;焊接

中图分类号：U466  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）04-182-03

Application of modern welding technology in automobile manufacturing

Dai Bin

（ SUNGWOO HITECH （YANCHENG） co.， LTD， Jiangsu Yancheng 224005 ）

Abstract： In the modern machinery manufacturing industry， welding as a necessary process， has been widely used in automobile manufacturing. Automobile engine， axle， gearbox， body， frame， carriage and other general chengdu need welding technology application support. Therefore， this paper analyzes the application of welding technology in automobile manufac -turing， so as to provide some reference value for subsequent automobile manufacturing.

Keywords： Automobile; Manufacturing; Welding

CLC NO.： U466  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）04-182-03

前言

快速發展的汽车工业促使焊装汽车车身的生产线不断趋于全自动化，为尽可能追赶国际水平，在提高产量的基础上应想办法保证其制造质量。实施自动化生产一直以来都对零部件制造提出较高的精度要求，希望减小其焊接变形，同时保持清爽的外观，因而焊接技术要求也越来越高。

1 汽车工业所用的焊接方法及零部件的应用情况

1.1 电阻焊

针对点焊，主要是在车门、底板、车身总成等方面加以使用;多点焊，主要是在车门、车身底板、行李箱盖等方面使用;缝焊，主要是在减震器封头、消声器、油箱等方面使用;凸焊与滚凸焊，主要是在减震器阀杆、车身零部件、小支架、制动蹄等方面使用;对焊，主要是在刀具、钢圈等方面使用。

1.2 电弧焊

氩弧焊，主要是在铝合金零部件、机油盘等方面使用;CO₂保护焊，主要是在后桥、车厢、传动轴、横梁等方面使用;埋弧焊，主要是在天然气汽车、法兰、板桥套管等方面使用;焊条电弧焊，主要是在备胎架、支架等方面使用。

1.3 特种焊

电子束焊，主要用于后桥与齿轮等;摩擦焊，主要是在半轴、后桥、阀杆等方面使用;激光焊割，主要是在齿轮、车身底板等方面使用。

1.4 氧乙炔焊，一般在车身总成补焊之中使用

1.5 钎焊，一般是在硬质合金、钢件、散热器等焊接之中使用

2 汽车工业中焊接新技术的应用

2.1 电阻焊接技术

是通过要进行焊接的母材的接触部位的电流流动，利用电阻发热对焊接部位进行挤压，短时间内通过高电流焊接。是通过接触面的接触电阻瞬间形成焊缝。通电后通过持续一定时间的加压接合的焊接工艺。电阻焊有着它自身的优点和缺点：

优点：

作业速度快，适合大批量生产;不需要焊接棒，流量等;热集中性较好，热损失较少;因加压作用，接合更紧密;不要求操作者熟练操作;因热变形或残余应力，氧化现象较少。

缺点：

很难实施适当的非破坏检查;对焊接部位的位置和形状等影响较大;易受材料、材质及材料厚度等焊接材料的影响

其中，最具有代表性的是点焊。在开展电焊时，主要是利用材料上下电极来对正加压，让工件能夠紧密的接触，然后通电，由于工件之间接触位置电阻较大，加热会迅速升高温度，使得金属熔化，从而形成焊核;在断电之后，依旧会保持压力的持续加大，在压力作用下，熔核就会凝固结晶，形成致密组织的焊点。电极与工件接触位置的热量，因为导热性较好的铜电极，让冷却水传走，所以，其上下电极的升温本身是有一定限制的，不会出现焊合。

点焊，实际上就是机械与热作用下形成焊点，热作用会让焊件贴合面木材金属出现熔化，机械里作用下，会让焊接区域出现必要的塑性变形，两者适当的配合与共同作用，就成为最基本的焊接条件。

在实施焊接中，一个焊点包含的所有程序的完成，也可以称之为点焊焊接循环。

汽车工业一般会选择悬挂式电焊机，一个车间一般会搭配几十或者是上百台，一般需要达到100kVA的容量，进而在薄板焊接上得到广泛的使用。目前，在车身骨架零部件生产中，就会主要利用这一种焊接技术。

2.2 气体保护焊接技术

（1）CO₂焊接过程

CO₂焊主要是在利用焊丝焊接中，选择利用成盘焊丝，在经过送丝机构，经过焊枪与软管，由导电嘴送出。

电源的两个输出端分别在焊件与焊枪上，焊丝焊接接触之后就会产生电弧，在高温作用下，使得金属出现局部熔化，形成相应的熔池，随着焊丝端部不断的熔化，就会熔滴到熔池之中。并且，针对CO₂气体，其本身是按照一定的流量和压力，从焊枪喷追喷嘴之中直接喷出，形成保护气流，让熔池与电弧区选择和空气相互隔离，随着焊枪的不断移动，就会让熔池金属直接凝固，形成焊缝。

针对CO₂半自动焊，其拥有手工电弧焊的机械性，可以满足接缝焊接的实际要求。

（2）CO₂焊接的特点

CO₂焊与其它电弧焊方法相比较具有生产率高、成本低、焊接变形小、焊接质量好、操作简便、适用范围广、能耗低等优点，而且焊后不需要清渣，又因是明弧，便于监视和控制，有利于实现焊接过程的机械化和自动化。

但是CO₂保护焊也存在一些缺点，采用大电流焊接时，焊缝表面成形不及埋弧焊，飞溅较多，不能焊接易氧化的有色金属等材料。

目前，我司对车身零部件的关键部位都采用了气体保护焊接技术，对汽车车身的强度和安全性都起到了重要的作用，对汽车整车品质得到了有效的保证。

（3）氩弧焊新技术

氩弧焊的主要工作原理，送丝机连续不断的将焊丝送进焊枪内，接触CONTACT TIP通电后在电极和母材之间使用保护气阻断空气，保护ARC及焊接区进行焊接的技术。

氩弧焊的特性：

效率高、熔融、焊接较快。随着熔融，焊接速度的提升可缩短工时，节约成本。焊入深度，随着电流密度增大，ARC集中性良好，焊入较深。熔融、焊接的效率较高。焊接变形发生较少。焊接较经济。

氩弧焊包含了非熔化极和熔化极，一般在高合金钢焊接与有色金属焊接之中使用。为了能够实现改善成形条件，减少飞溅出现，就可以选择混合气体保护焊。

2.3 高能束热源焊接及加工技术

高能束热源在汽车工业之中得到广泛的使用。目前，其新技术主要包含：

一是激光和电弧复合加热焊接。利用激光焊接技术可以焊接窄而深的焊缝，利用电弧焊接技术则可以焊接宽而浅的焊缝。相比之下，前者的成本较大，后者的投入相对较少，通过科学的组合就能极大地提高焊接效率。激光和电弧复合加热焊接的设计是至关重要的，要求两种热源的夹角尽量达到最小，对于焊炬也要将其设计成激光与双电弧电源结合的形式。该焊接技术方法通常应用于4-8mm钢结构的焊接，即在生产汽车部件、焊接铝合金方面使用较多。并且将激光应用于焊接和紧密切割，可以在摩擦面形成的重熔复合层抑或是储油细花纹中得到应用，显著提高部件耐磨性。

二是等离子体应用。氩气保护等离子焊接切割在各个生产制造行业都得到了较多的应用，其中以加工有色金属、合金钢等为主。在现阶段，对于铁路客车厂应考虑使用水下等离子切割技术，以便减少变形，进一步提高精度。如今在生产汽车发动机气阀体时已经进行等离子焊接。

3 汽车工业焊接的发展趋势

3.1 发展自动化柔性生产系统

在对汽车工业的整体焊接情况进行分析之后，发现汽车工业的焊接发展呈现出一定的趋势：推动自动化柔性生产系统快速发展。对于工业领域的机器人而言，由于其包含了灵活性生产和自动化生产的特性，所以近年以来机器人得到快速的、较大规模的使用。该机器人带着自身的焊钳储存库，依据不同焊装部位的不同要求抑或是焊装产品发生的变化，就能从储存库里自动抓换焊钳。而传输产品的装置往往就是利用PLC单板机控制的柔性化感应导向滑轨小车控制。

3.2 发展轻便组合式智能自动焊机

基于实际情况分析，相比国外，国内汽车焊接水平还存在一定的差异。最近几年，国内的汽车制造商都开始关注焊接自动化。如，东风悦达起亚的二工厂，就尝试引入赛拉图车身焊接车间的生产线13条，达到大于80%的自动化率。每一条生产线均是由计算机进行控制的，自动完成焊接工件、传送工件等操作。利用R30型极坐标式机器人、G60肘节式机器人进行焊接，依托微机对机器人实施驱动控制，则能显示文字和数字，通过磁带直接将输入输出程序记录下来。机器人动作所用的序步轨迹时点对点的，拥有较高的自动化焊

接水平，能够很好地满足工作要求，在促进生产率和产品质量提升的同时也能够降低材料的实际消耗。

针对这一部分高水平的生产线，在武汉、上海等区域都有引入，其包含了多个国家的汽车制造技术。但是这样的技术，其本身还无法满足我国的工业发展要求，所以，本国就需要注重技术方面的创新，可以为节能高效焊接材料和焊接工艺、焊接设备等的发展及应用提供有利条件，同时积极推广机器人技术，促使智能设备快速更新，尽早形成完善的高效焊接自动化系统，严格控制成本，再配合计算机技术、网络技术、信息技术加快传统产生升级改造的步伐，最终将其档次提上去。

4 结语

总而言之，在不久的将来，在大力发展与努力之下，国内汽车行业的焊接技术就一定能够不断缩小与国外之间的差异，最终更好的迎接汽车工业的挑战和机遇。

参考文献

[1] 金颋勋.数字化焊接技术发展趋势分析[J].中国设备工程，2019（22）： 130-131.

[2] 李帅勇.汽车车架焊接工艺分析及工装设计[J].中国新技术新产品， 2019（21）：49-50.

[3] 段东磊.激光焊接技术在汽车制造中的应用现状及发展趋势[J].世界制造技术与装备市场，2019（05）：38-44.

[4] 张义.激光焊接技术的发展与展望探讨[J].科学技术创新，2019（22）： 180-181.