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焊接技术在汽车制造的应用

 2020-09-25 16:57  来源:杂志社网 


  随着科学技术的进步,汽车制造行业也得到了长足的发展,特别是焊接技术的广泛应用,对汽车行业的现代化发展产生了巨大的推动作用,本文主要围绕这一内容展开了分析和探讨,以期能够进一步提升焊接技术的应用效果。



  关键词:焊接技术;汽车制造;应用


  对于汽车制造行业来说,焊接技术具有至关重要的作用,能否对焊接技术进行有效的应用,将会对汽车零部件的生产质量造成直接的影响,甚至会影响到汽车制造活动的正常开展,因此,还需要相关领域针对焊接技术的具体应用进行深入的研究,这对于汽车行业的发展具有非常重要的意义。


  1、焊接技术在汽车制造中的应用现状


  在汽车制造领域当中,焊接技术的应用非常广泛,具体可以将其分为五种类型:第一,电阻焊,其主要是以点焊、多点焊、缝焊以及凸焊为主,在车门、底板、油箱、前桥、车身总成以及发动机盖等部分的焊接中较为常用;第二,电弧焊,这种焊接技术涉及到焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊以及CO2保护焊等,在后桥、传动轴、横梁、车厢、机油盘、厚板零部件以及铝合金零部件的焊接中较为常用;第三,特种焊,包括电子束焊、激光焊以及摩擦焊,主要在后桥、齿轮、转向杆、车身底板等部分的焊接中应用;第四,钎焊,在硬质合金工件、钢件、铜件以及散热器焊接中较为适用;第五氧乙烷焊,主要在车身补焊中应用。这几种焊接技术当中,目前应用最为广泛的包括点焊、CO2保护焊以及钎焊,而随着汽车制造行业的飞速发展,还需要对焊接技术的焊接精度以及焊接质量进行不断的提升,如此才能满足现代汽车制造的相关需求。


  2、点焊工艺在汽车制造中的应用


  2.1镁合金薄板点焊工艺


  我们知道镁合金材料本身具有良好的导电性和导热性,对镁合金进行应用,完成电阻点焊时,通常需要使用较高的焊接电流,在电流从工件当中经过时形成电阻热会使母材金属大量熔化,并在相应的压力作用下完成焊点连接。因此,对于镁合金薄板的点焊通常会受到焊接电流、压力电极以及时间等因素的影响。而在工艺方面,主要涉及到两类工艺,一类是一般点焊,另一类是垫片附件工艺电焊。其中后者具有较大的焊点面积,且更容易使接头贯穿工件始终。但也正是由于具有较大的焊点,所以容易出现较大的空洞问题,这种问题主要是由于对接头出现拉剪力失衡导致的,在实践当中可以通过延长电流下降时间予以改善[1]。


  2.2SPCC钢和NdFeB永磁体激光点焊


  作为一种全新的复合型材料,NdFeB稀土永磁材料具有良好的磁能,且更为绿色环保,也正因如此,其在汽车工业当中的应用十分广泛,但由于磁体的脆性相对较大,所以这种材料也具有易碎性,为了改善这种问题,需要采用刚性材料对其进行保护连接,以此来提升其工艺效果。而在对该项工艺进行具体应用的过程中,可以使用的最大脉冲能力为50J,将功率最高峰值设置为5kW,并对固定搭接方法进行应用,需要在装夹固定以后,通过激光器进行激光的发射,以此来完成焊接操作,而在焊接操作结束以后,还需要对焊接接头进行打磨和抛光处理,而对于多余部分则可以使用4%的硝酸酒精进行腐蚀处理,处理后要借助电镜扫描仪对连接处进行检查,明确接头部分的硬度变化情况[2]。


  3、车身焊接新技术


  3.1脉冲GMAW技术


  该项技术是在近些年兴起的,属于一种新型高效的焊接工艺,能够与机器人进行有效的配合,实现了高效焊接与机器人空间可达性的结合应用。这种焊接技术在电弧过程方面非常的稳定,能够有效提升焊缝的质量,使其保持一致性,可以避免在焊接过程中出现热输入过低影响熔深的情况。与此同时,该项焊接技术的射流过渡方式在铝合金或者是钢质车身框架焊接、薄板材料快速焊接方面具有良好的适用性。目前,其在国外汽车制造领域被广泛地应用[3]。


  3.2等离子弧焊技术


  在汽车制造过程中,对激光焊接工艺进行应用,往往需要投入较高的成本,而且对于相关技术的要求也相对较高,因此,激光焊接在国内还没有实现全面的覆盖和应用,而为了更好的满足我国的汽车制造需求,等离子弧焊接技术应运而生,该项技术具有较高的弧柱温度和较大的能量密度,能够对焊件实现集中加热,而且具有较强的熔透能力,在熔深相同的情况下,该项技术的焊接效率要高于TIG焊,能够使焊接生产效率得到显著的提升[4]。


  3.3机器人应用技术


  根据焊装车间的实际需求,设置的机器人包括以下几种,即:激光焊接机器人、点焊机器人、弧焊机器人、装配机器人、持件机器人、涂胶机器人以及螺柱焊机器人等等。其中,点焊机器人主要是借助机器人对各种点焊焊钳进行操作,满足点焊焊接需要。通过机器人能够对大型焊钳进行使用,并完成底板等零件的点焊工作。应用该项技术,不仅能够获得较高的点焊质量,而且焊接效率也非常的高,能够有效提升焊接操作的质量;而弧焊机器人同样是利用机器人操作的方式进行工作,只不过操作的是弧焊焊具,能够完成立焊以及仰焊等焊接工作,且操作十分方便。在具体应用过程中,其可以利用各传感器进行焊缝的跟踪,使弧长得到有效的控制。但在对该项技术进行具体应用的过程中,对于零件匹配性具有较高的要求,如果零件间隙不够平整或者是不够均匀,就容易产生缺陷问题,影响焊接质量;涂胶机器人可以对涂胶枪进行控制,能够在四门两盖以及车顶天窗等位置涂敷密封胶、点焊胶以及减震胶等,在这种情况下,不仅能够准确的控制胶流量,还能在一些较为复杂的空间环境或者是位置上进行操作,可以将工作保质保量的完成;螺柱焊机器人能够对螺柱焊枪进行操作,并将螺柱焊接有效完成,其不仅可以保证焊接的精度和质量,还不需要使用导套夹具进行螺柱焊的定位。装配机器人以及持件机器人能够准确地抓取工件,并在车身上进行装配;激光机器人能够通过相关器械完成激光焊接操作,但在具体操作的过程中需要机器人具有较高的重复精度。虽然机器人应用技术具有诸多优势,但由于其成本投入要远高于人力成本,因此,该项技术在我国的应用范围还非常有限,在我国的应用则大多是在人工操作无法保证质量的岗位[5]。


  3.4激光-MIG复合焊技术


  电弧焊和激光焊的焊接工艺存在很大的差异,其中激光焊能够利用光线向工件进行能量的传输,而电弧焊则是以弧柱进行能量传输的。相比于电弧焊,激光焊具有较为狭窄的热影响区,且焊缝具有较高的深宽比,焊接效率也非常可观,而缺点在于焦点直径较小,因此,其焊缝搭桥能力较弱。而电弧焊具有较低的能量密度和较大的加热面积,但焊接效率相对较低。这种激光复合焊主要是对两种焊接技术进行了结合应用,实现了两项技术优点的叠加,能够使电弧和激光束同时在焊接区工作,有效提升焊接的质量。该项技术的应用不仅实现了汽车生产工艺及焊接质量的优化,同时也大大提升了焊接操作的效率[6]。


  4、结语


  综上所述,对于汽车制造而言,焊接技术具有至关重要的作用,对其进行有效的应用,不仅能够提升零部件生产的质量,还能使汽车制造水平得到进一步的提升,因此,相关领域一定要对各种焊接技术保持高度的重视,在对其加强研究的同时,进行合理的应用,使其能够在汽车生产中发挥更大的作用。


  参考文献:


  [1]王冰禹.浅析焊接技术在汽车制造中的应用与前景[J].城市建设理论研究(电子版),2018,16(008):4750-4751.


  [2]陆戴.浅析焊接技术在汽车制造中的应用与前景[J].商品与质量·建筑与发展,2017,23(009):861-861.


  [3]陈根军,范文刚.浅谈汽车生产中二保焊焊接应用的质量缺陷及其措施[J].南方农机,2018,49(17):205+213.


  [4]崔时军.浅谈焊接机器人在汽车制造业中的技术应用及发展态势[J].消费电子,2017,20(012):136-136.


  [5]诸勇.浅谈焊接机器人在汽车制造业中的应用技术及发展趋势[J].科技创新导报,2019,35(002):9.


  [6]杨晋,张善华.激光及其复合焊接技术在汽车制造中的应用与发展[J].科技信息,2018,28(032):482-483.


  作者:马维杰 陈禹


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