摘要：介绍了载货车车身焊装生产线实现车身柔性制造的几种方式，目前车身焊接技术已经从传统的热加工工艺发展到集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科，重点阐述了数字焊机、焊接技术智能化、环保焊材及节能焊接等新技术的应用。
关键词：载货车车身；焊装生产；工艺
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在载货车制造中得到广泛的应用。载货车的发动机、变速器、车桥、车架、车身、车厢六大总成都离不开焊接技术的应用。在载货车零部件的制造中，点焊、凸焊、缝焊、滚点（凸）焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、气焊、钎焊、摩擦焊、电子束焊和激光焊等各种焊接方法中，由于点焊、气体保护焊、钎焊具有生产量大、自动化程度高、高速、低耗、焊接变形小、易操作的特点，所以特别适合载货车车身薄板覆盖零部件的焊接，因此在载货车生产中应用最多。在投资费用中点焊约占75%，其他焊接方法只占25%。
1、电阻点（凸）焊工艺技术现状及发展趋势
1.1电阻点（凸）焊技术现状目前，载货车制造厂商所采用的阻焊设备的次级输出主要是工频交流和直流两种，其额定功率一般在63kVA以上，最高的达400kVA或更高，电能消耗较大。阻焊控制器大部分为天津陆华科技开发公司生产的WDK或HW系列控制器和少量的KD7和KD9型控制器。KD7型控制器，其控制精度较差；WDK或HW系列控制器对电流的控制精度较高，约为±3%，同时具备了多脉冲焊接功能，基本能满足低碳钢或镀锌板的焊接。
在点焊过程中，影响焊点质量的因素有焊接时间、焊接电流、焊接压力、电极的端面形状、穿过电极的铁磁性物质、分流等。特别在阻焊设备较多的焊接车间，同时工作的焊机相互感应，对电网产生影响，严重时影响控制器的触发，导致焊接质量的稳定性和一致性较差。
在载货车制造中，焊接质量的优劣是制造商和用户共同关注的焦点，焊接质量主要依靠焊接设备来保证。对车身点焊而言，主要由控制器保证设定焊接参数在一定的波动范围内，从而获得稳定的焊点质量。以恒流控制方式为主的国产控制器基本能满足软钢和镀锌钢板的焊接，但其控制精度还需进一步提高，对焊接电流的控制仍是开环控制，随工况的变化其焊点质量的一致性很难保证。
1.2点焊质量控制技术的发展趋势
（1）控制模式。由单模式控制发展为多模式控制，动态电阻监控、动态电极位移监控都是实现这种控制的综合模式，即动态电阻差值与动态电阻变化速率相综合；最大位移与位移速度相综合。
（2）控制方法。由一种监控方法发展为多种监控方法。
（3）调节参量。由初始的单变量调节（焊接时间或焊接电流）发展为多变量调节，即在焊接过程中同时对焊接电流、焊接时间和焊接压力进行调节。
（4）在控制决策上，已由常规的控制决策方式（由被控制参数的偏差值通过查表确定其控制参数的调节量）向人工智能（神经网络、模糊逻辑等）决策方式发展。
点焊和缝焊电极的使用寿命直接影响着载货车制造成本和焊接质量，在镀层钢板的焊接中尤其严重。点焊电极材料主要包括：铬锆铜、弥散强化铜、铍青铜等。弥散强化铜合金材料，其常温和高温硬度、导电率均优于铬锆铜材料。采用弥散强化铜电极其使用寿命是铬锆铜电极的2～4倍。但其成本高于铬锆铜材料。在国内，载货车制造厂主要采用铬锆铜电极，有少部分合资公司采用弥散强化铜电极，且依赖进口。为了提高电极的使用寿命，国内外学者正在研究涂层电极的应用，据报道其使用寿命与常用的铬锆铜电极相比可提高5～6倍，并且成本也较低。
2、弧焊技术现状及发展趋势
2.1弧焊技术现状在载货车制造中，大量采用弧焊工艺，主要以MIG/MAG焊为主。焊接电源主要采用晶闸管电源和逆变电源，并针对不同的焊接结构件，采用大量自动化程度较高的焊接方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于焊接坡口位置的重复精度较差，焊枪的行走轨迹容易偏离坡口位置，因此造成焊缝有缺陷，严重影响产品质量。例如，储气筒本体的直焊缝和与端盖连接处的环焊缝；冲焊桥壳的直缝及环缝等。目前，在此类零件的自动焊接专机上，均未采用焊缝跟踪技术，在实际生产中须人工监控焊枪的位置，并根据焊枪相对坡口的偏离位置而不断地调整其位置，其可控性差，容易出现产品质量问题，且增加了工人的劳动强度。另外，在白车身的装焊中，由于车身总成的重复精度较差，车身焊装线上的弧焊机器人的焊枪通过示教编程后，在生产中很容易偏离焊接位置，从而产生焊接缺陷。通过采用焊缝跟踪技术，减少焊接缺陷，提高焊缝质量和生产效率，且降低成本。
2.2高效弧焊技术的发展趋势
脉冲GMAW（P-GMAW）、双丝MIG/MAG焊（Twin-Wire，Tandem-Wire）等代表了当前在载货车制造中应用的高效、高速焊接新工艺。这两种焊接方法与机器人相配合，能充分体现高效化焊接的特点，实现机器人系统在空间的可达性、焊接速度完美的协同和组合。
P-GMAW电弧过程具有好的稳定性，能有效地保证焊缝质量的一致性，改善了由于短路过渡焊接过程较低的热输入造成的熔深不足。P-GMAW的射流过渡方式适用于薄板材料的高速焊接、钢或铝合金的车身框架结构的全位置焊接。在AudiA8全铝合金车身框架结构的管状型材和接合点的焊接中，均大量地采用了P-GMAW的工艺。
双丝MIG/MAG焊有2种基本形式：一种是双丝焊接工艺（Twin-Wire），2个焊丝都是采用同样的焊接参数；另一种是Tandem-Wire，采用2个独立的喷嘴和2个独立的电源，每个电弧有自己独立的焊接参数。机器人的铝合金脉冲MIG焊及Tandem焊的焊速分别为60～80cm/min、180～210cm/min。由此看来，大力发展双丝焊接工艺并与焊接机器人配合可大大提高生产效率。
3、摩擦焊工艺的应用
在国内载货车制造中，摩擦焊工艺应用于载货车零件加工方面，其范围较窄，一般用于刀具和其他车用辅助工具的制造。该焊接工艺为固态焊接，焊缝热影响区相对较窄，晶粒细小，焊缝质量较易控制，制造成本相对较低，特别是在以焊代锻的结构上采用则优势更为明显。
例如，载货车半轴等轴类零件，其毛坯制造工艺为整体锻造结构，采用水平分模平锻，其设备投资较高，并且热锻模的维修费用较高。若采用摩擦焊工艺将整体锻造结构改为锻焊结构，可将水平分模平锻机改为热锻模压力机，减少设备投资和热锻模的维修费用，即可降低成本。另外，还可以采用摩擦焊工艺代替CO2气体保护焊工艺焊接部分轴类零件，提高生产效率，降低制造成本。例如，传动轴、万向转向节叉等。目前，传动轴、万向转向节叉等零件的焊接工艺均为CO2气体保护焊，容易产生焊接缺陷，焊缝质量较难控制，且需要消耗大量的CO2气体和焊丝等辅料，生产效率相对较低。若采用摩擦焊工艺，不用填充任何辅助材料，且有利于改善作业环境，减少污染。
在载货车零部件规模化生产中，摩擦焊技术占有较重要的地位。据不完全统计，美国、德国、日本等工业发达国家的一些著名的载货车制造公司，已有百余种载货车零件采用了摩擦焊技术。采用摩擦焊技术的载货车零部件大致有3类：异种材料组合，如发动机双金属（空心）排气门、涡轮增压器等；锻焊复合结构，如半轴、凸轮轴、转向节、叉等；解决关键技术，如气囊充气器、连身齿轮组、传动齿轮组等。因此，在国内推广应用摩擦焊技术势在必行。
4、结束语
随着我国载货车制造业的发展，焊接技术取得了巨大的进步，但是与发达国家的载货车工业相比还存在巨大的差距。载货车工业是世界性的产业，面对国际竞争全球化、国内竞争国际化的形势，为使我国载货车工业能在世界载货车工业的发展中占有一席之地，唯有依靠包括焊接技术在内的制造技术的进步和创新能力的提高，才能实现中国载货车工业自主发展的目标。
参考文献：
[1]杨富，章应霖.新型耐热钢焊接.北京：中国电力出版社，2017.
[2]张信林，张佩良.焊接技术问答（第三版）.北京：中国电力出版社，2015.
[3]火力发电厂焊接技术规程（DL/T869-2004）.中华人民共和国国家发展和改革委员会2014
论文作者:程晓武
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/29
标签：电极论文; 车身论文; 点焊论文; 焊工论文; 摩擦论文; 质量论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第16期论文;