云南经济管理学院 云南昆明 650304
摘要：汽车的焊装生产线是指汽车白车身全部成型的工位，它的用途是通过工装夹具定位、夹紧、使用电阻焊技术或激光焊接技术等焊接技术，将前道工序的冲压件加工成符合工艺尺寸精度和焊接强度的白车。焊接质量的好坏直接影响着整车的质量、性能、安全性及生产率，本文对汽车工业的焊接技术现状及发展趋势进行了分析。
关键词：汽车焊接；新技术；开发
中图分类号：U466 文献标识码：A
引言
未来，汽车行业将朝着节能，安全，舒适，低碳和环保的方向多元化，如铝合金材料，高强度钢和复合材料等新材料的制造此外结构胶粘结、分区热处理等新工艺的应用也日益广泛。现代汽车焊接技术对焊接工艺和设备提出了新的要求，积极发展并采用新型汽车焊接技术可提高汽车工业的经济效益。
1汽车工业的焊接技术现状
汽车制造的基本过程为首先通过冲压车间的冲床等设备和冲压模具将钢卷冲压出组成车身的各式各样的钣金件（如五门一盖、叶子板、顶蓬等等），紧接着各钣金件送往焊装车间进行车身组立，这里所用的到设备主要是焊枪、治具等，随着工业科技的发展越来越多的人工点焊作业将被 robot 所取代，组立完车身被送到涂装，涂装是一家汽车制造厂核心技术的聚集地，那一般涂装都至少要进行三次喷涂，第一层主要是 ED 层用于防锈，其他两层主要是用来美观。涂装结束后就到最后一站总装站，总装主要是将汽车上各种配件装配在车身上，如发动机变速箱悬架轮胎等。总装结束后一辆车基本上就生产结束，但总装后的车一定要经过一些严谨的测试，只有通过测试的车，才能最终被送到客户手中。
为了满足汽车行业“节能环保、安全性、轻量化”发展趋势，镀锌钢，高强度钢，铝合金，镁合金等新材料在汽车工业制造中得到越来越广泛的应用。传统的汽车焊接技术，主要基于工频电阻焊，并辅以 MAG 或 CO2 气体保护焊，已难以满足新材料的焊接工艺要求。为此，各种先进的焊接技术越来越多地用于汽车制造。中频电阻焊目前，国内外主流汽车制造商的汽车工业焊接仍以电阻点焊为主。传统的工频电阻点焊设备的使用容易出现诸如焊接飞溅，焊接毛刺，工件和电极粘附以及大电极消耗的问题。中频电阻焊接由于其动态响应速度快，控制精度高，焊接电流纹波小，集中加热，焊接质量稳定，在当前汽车焊接技术中得到广泛应用。
2汽车焊接新技术
2.1低 CO2 气体保护电弧焊技术
焊趾的应力集中是决定焊接接头的疲劳特性的主要因素，所以，钢板的高强度化不能获得提高焊接接头的疲劳特性的效果。此外，腐蚀造成的板厚减薄与钢板强度无关，所以在考虑到腐蚀减薄选择钢板时，利用钢板高强度化也很难实现减薄化。附着在焊道和焊趾的焊接熔渣是产生涂装缺陷的原因，是腐蚀发生的起点。焊接接头疲劳强度因焊趾的应力集中而下降，并且因环境腐蚀使钢板减薄而使焊接接头疲劳强度进一步下降。低 CO2气体保护电弧焊技术是降低活性气体（CO 2 ）混合比例的气体保护电弧焊，改善了焊趾形状、提高了耐蚀性，成为大幅度提高底盘部件疲劳强度的焊接方法。
2.2 等离子-电弧复合焊技术
低 CO2 气体保护电弧焊可有效改善焊趾形状、减缓应力集中，提高焊接接头的疲劳强度。但如果有一种焊接方法可以比低 CO2 气体保护电弧焊使焊趾更加平滑化，则可获得更高的焊接接头强度。
2.3激光-电弧复合焊技术
汽车部件中，除了有平板搭接焊的部件，还有圆形、多边形断面等封闭断面结构的管状部件。使用高强度钢板的封闭断面结构部件是应对今后对部件的更加严格的轻量化、高刚性化和高疲劳强度要求的有效方法。用平板材料制作封闭断面结构部件时，需要在接缝对接或搭接状态下进行焊接。但气体保护电弧焊难以获得要求的熔深，并且不能进行高速高效率焊接。而激光焊接要求高精度的接缝对接或搭接，存在钢板间隙精度控制的问题。因此，可进行高速高效率焊接并且对钢板间隙精度要求放宽的激光-电弧复合焊技术受到关注。
2.4脉冲点焊技术
图 1 是短时大电流后通电（以下称为脉冲后通电）时的温度分布和电流密度分布变化的数值解析结果。为了明显表示出脉冲通电的特点，图 1 是用 6kA 焊接电流形成熔核后，进行 100 周波（2s）的充分冷却，然后再进行 20kA 大电流 1 周波（0.02s）通电的温度分布和电流密度分布的解析结果。从图 1 中可知，脉冲后通电时，电极附近的电流密度显著升高，熔核周边的电极附近被加热的温度高于熔核内部。脉冲点焊技术利用短时大电流通电优先加热熔核周边的现象，取得了两项效果：①减轻熔核的 P 偏析，提高了熔核的韧性；②扩大热影响区，缓解了熔核边部的应力集中，从而提高了点焊接头强度。
图1 脉冲点焊的大电流短时后通电的温度分布变化和电流密度分布变化
2.5 J-MAC 点焊技术
近年来，为了提高车体的抗冲撞性和车体刚性，对缩短车体组装时，电阻点焊间距的问题进行了研究。点焊间距缩短时，焊接电流被分流，对熔核的形成有很大影响。因此，为保证各焊点熔核的直径，需要对各个焊点设定适宜的焊接电流。为此，要花费很大的工作量。为抑制焊接电流分流引起的熔核直径变化，对适应控制电阻点焊技术进行了研究。适应控制电阻点焊不采用传统的定电流控制，而是根据焊接电流和电极间电压的检测值，计算出焊接热量，在通电中，逐次改变焊接电流值，使焊接热量与预先设定的目标热量一致。但是，当点焊间距小于 10mm 时，焊接电流分流显著，上述的适应控制电阻点焊的效果受到影响。此外，焊接钢板强度变化引起的焊接电流分流机制尚未查明。J-MAC 点焊技术，将适应控制区间分割为多个小区间进行焊接热量控制，解决了上述的传统适应控制电阻点焊的问题。不论焊接电流分流和钢板强度如何变化，均可获得恒定的熔核直径。
3汽车工业焊接技术的发展趋势
随着我国科学技术的进步与发展，将会有更多地环节技术被陆续开发，从当前汽车焊接技术发展的现状来看，笔者认为将来汽车工业焊接技术将出现以下几个层面的发展趋势：（1）机器人自动化焊接成为未来汽车工业焊接的重要趋势。为保证汽车制造的产量，强化汽车生产效率，传统的人工焊接不仅费时费力，焊接的精准度还有待提升。实现汽车工业全自动化焊接不仅可以缩短汽车生产周期，还能有效地保证汽车生产质量；（2）新材料运用广泛。在企业转型升级和节能减排战略指引下，新技术、新材料成为汽车生产制作中重要的环节，汽车焊接也必须加快焊接的需求，跟上时代发展步伐，积极拓展焊接新材料，增强汽车工业焊接质量；（3）精准化控制成为汽车工业焊接技术发展的必然趋势。实现精准焊接的目的是保障汽车工业焊接的重要目标，无法精准地满足焊接精度要求是不能满足新时期汽车制造的根本需求的，未来焊接技术中必须进一步保证焊接的精准化，确保焊接的精度与准度。
结束语
重视汽车焊接技术的运行实施保障，根据车身部位实际需求有针对性地采取焊接技术尤为重要。所以必须不断重视当前汽车焊接技术的研究，有助于我们更好地将焊接技术运用到汽车焊接质量与外形保障中去，促进汽车工业焊接技术的发展与进步。
参考文献
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[2]钟迪.焊接技术在汽车制造业中的运用探析[J].农家参谋,2018(18):228.
[3]赵宇龙.汽车制造中的焊接技术[J].汽车工艺师,2018(05):11.
论文作者:陈贵勇
论文发表刊物:《城镇建设》2019年13期
论文发表时间:2019/9/17
标签：点焊论文; 电流论文; 焊接技术论文; 汽车论文; 汽车工业论文; 电弧论文; 电阻论文; 《城镇建设》2019年13期论文;