现代焊接技术在汽车制造的运用

时间:2022-03-23 11:01:48

现代焊接技术在汽车制造的运用

快速发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,让工件能够紧密的接触,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。图1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CONTACTTIP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.

作者:戴斌 单位:星宇科技汽车部件(盐城)有限公司