汽车车身焊接技术概述

刘云飞

摘 要：汽车车身焊接技术作为汽车制造核心技术之一，一直备受重视。汽车车身焊接技术伴随着汽车工业技术的发展而发展，目前如激光焊接技术，焊接机器人技术等被大量应用。汽车焊接技术领域凸显出自动数字化，柔性化，虚拟化等一些发展趋势。本文从汽车车身焊接技术特点入手，到分析技术应用现状再到对未来汽车焊接技术发展趋势展望，仅供参考。

关键词：车身 焊接技术 激光焊接 机器人焊接

Overview of Automobile Body Welding Technology

Liu Yunfei

Abstract：As one of the core technologies of automobile manufacturing， automobile body welding technology has always been valued. Car body welding technology has developed along with the development of automobile industry technology. At present， laser welding technology and welding robot technology are widely used. The field of automotive welding technology highlights some development trends such as automatic digitization， flexibility， and virtualization. This article starts with the characteristics of automobile body welding technology， analyzes the status quo of technology application， and then looks forward to the future development trend of automobile welding technology for reference.

Key words：car body， welding technology， laser welding， robot welding

1 前言

汽车车身焊接的质量直接影响后续工序的质量，车身焊接质量直接关系车辆外观，以及汽车风噪、路噪、空间密闭性等重要质量参数。汽车车身焊接技术工艺较其他更具有对精度要求高，对性能质量要求高，焊接工作要求高效率、“零缺陷”等一系列高标准要求。伴随着工业自动化的进步，一系列新型高科技材料在汽车工业中的应用和新时代对汽车工业环保节能的新要求，汽车焊接这个原本就具多学科，技术集成性强的领域被催生着更高更精湛的技术革新。

2 汽车车身焊接技术应用现状

2.1 电阻焊技术

在汽车车身焊接技术领域目前被广泛使用的依然是电阻焊技术，其原理是利用电流将所需要的金属母件加热或塑形，从而让金属之间相结合，见图1。要进行点焊，焊点就显得尤为重要，汽车车身一般有3000到5500不等数量的焊点。焊接电流、电极端面形状、焊接压力、通过电极的磁性材料和分流等都是影响焊点质量的重要因素。多焊接车间，焊机之间的相互感应对电网的影响，会影响焊接质量的一致性和稳定性，就需要更高的电阻点焊控制技术。胶接点焊技术是先对焊接部件涂胶再点焊，是目前较好的可以使焊接更牢固可靠的方法之一。

2.2 激光焊接技术

激光焊接技术近年来迅猛发展，是被行业最为看好的焊接技术之一。其原理是将高强度的激光束辐射至焊接金属的表面，经过金属与激光的互相作用，使前者吸收激光转化为热能使金属冷却结晶完成焊接，原理见图2示。如今汽车工业发展越具轻量化，高强度的特点，使用激光在焊接不锈钢、铝合金等材料时具有很好的效果。与传统点焊相比，激光焊接具有焊接强度高、速度快、稳定性强、无需矫形等明显优势。

激光焊接的关键设备是大功率激光器，目前有两种类型，一种是固体激光器，另一種是气体激光器（CO2激光器）。前者的优点是产生的光束可以经过光纤传送，可适用柔性制造系统和远程加工;后者是以分子气体作为工作介质，可以不间断工作并输出高功率。激光焊接不仅自身优势明显并且也直接促成了另外一些新技术在汽车焊接中的应用，比较具有代表性的有激光-电弧复合焊接方法、磁脉冲焊接方法、变极性MIG/MAG焊接方法等。

2.3 焊接机器人应用技术

如今焊接机器人的大量应用极大满足了汽车制造批量化、高效率以及产品一致性的高要求（图3），焊接机器人具有本体独立、程序变更灵活、动作自由度高、自动化程度高、柔性程度高等一系列优点，所以焊接机器人是焊接柔性化的理想之选。机器人按照在车间的分工可以分为弧焊机器人、点焊机器人、涂胶机器人、装配及持件机器人等一系列种类。在我国工业机器人最开始就是应用在汽车和工程机械制造行业，在未来，汽车行业对工业机器人的需求将继续呈现高速增长态势，据数据显示，目前我国市场上的工业机器人大部分还是国外进口，国产焊接机器人在焊钳等技术方面较之差距明显，有很大的上升空间，就汽车行业而言，我们市场需求巨大。

2.4 搅拌摩擦焊技术

搅拌摩擦焊接技术（图4）起源于上世纪90年代，该焊接方法无需使金属融化，具有变形小的优点，没有融化类焊接所带来的缺陷。该技术非常适合于长平直焊接以及铝合金的焊接，目前应用尚不广泛，国内在轨道客车领域内有使用。但基于其技术特点，一旦技术开发能够更进一步，相信其会在更广泛领域得到应用。

3 汽车车身焊接技术工艺发展趋势

3.1 自动数字化

对于所有制造生产行业而言，自动数字化都是一个大的趋势。自动数字化可以将很多复杂多样的信息，机械设备等按照人的要求，在没有人或者很少人参与的情况下完成工作。通过自动数字化模式，整个生产制造行业都将采取数字化和机器人自动化来运作，对人员的需求大大减少，这样一是节约了人力资源成本，二是能够更加系统高效的完成生产过程，使整个生产过程更加批量化、系统化，在更短的时间内创造更多的产品和价值，长时期内会大大的节约成本，提到行业产能。

3.2 焊接柔性化

由于汽车行业市场越来越具有个性化，汽车品型越来越多，产品日新月异，这就要求汽车在焊接线上要具有足够的柔性，以提高对市场的灵活应变能力。焊接机器人因其灵活性的优点被行业大量使用，最具代表性的是六自由度点焊机器人以及弧焊机器人，它们可根据焊接的不同需求，自动换取相应的焊钳。传输装置方面，将使用大量无人驾驶的感应导向小车，这些都使得整个汽车车身焊接线更具柔性化。

3.3 绿色环保化

随着社会的发展，不仅安全性，环保也将成为汽车行业发展的主流线。未来的汽车车身焊接线会更具轻量化，最大限度减少车身负荷，在生产过程中减少对环境的污染。汽车生产企业要肩负起这样的社会责任感和使命感，自觉成为节能环保大环境中的一员，不然势必会被行业所淘汰。所以汽车车身焊接技术应该在保证安全的大前提下，尽可能多使用新型环保技术，坚定绿色发展方针，为国家和社会在自己的领域内做出应有的表率和贡献。

3.4 制造虚拟化

未来在包括汽车焊接技术领域乃至整个制造行业会应用到虚拟化设计生产，这一设计会省去许多实际操作环节，但是却可以在实际生产中达到及时发现问题并有效校正的效果。从虚拟设计开始，不仅可以看得到实际效果，还可以在后续的跟随生产中提出验证问题的方案，再到装配环节，加工环节的应用，可以大大缩短研发一项新产品新技术的时间周期，可以使研发更具效率，创造更多的产品和价值，同时也大大降低了成本。

4 结束语

汽车已经成为全世界人们生活中不可或缺的部分，汽车车身焊接技术处在一个飞速变革的时代，汽车制造技术日新月异，汽车车身焊接作为其核心技术之一也面临着创新和改进。随着时代的进步，社会的发展，会有越来越多的新的焊接技术得到应用，也会有不少的不能适应时代发展的技术方法被淘汰。行业竞争会加剧，汽车车身焊接技术也会在原有的技术基础上不断更新迭代，通过开发更具柔性化、数字化、绿色环保的新型技术，基于计算机技术应用的制造虚拟化时代的来临，我们必将迎来汽车车身焊接技术和汽车行業技术的大进步。

参考文献：

[1]王治富.汽车焊接技术发展现状与展望[J].焊接，2013（10）：22-24.

[2]李得胜 .汽车用钢 的激光搭接 焊与 电阻点焊 的对 比试验 研究.湖南大学，20 10[05）.