盐城技师学院汽车工程学院 江苏盐城 224002
摘要：近几年来，汽车工业在焊接新技术的应用及推广方面起了积极的推动作用。针对汽车产品“更轻、更安全、性能更好且成本更低”的发展目标，当前的汽车焊接技术正在传统的材料连接概念与方法的基础上迅速地延伸和拓展，并向先进的“精量化焊接制造”的方向发展。
关键词：汽车 焊接技术 现状 发展
一、主要焊接方法
汽车制造业是焊接应用最广的行业之一，其中主要的焊接方法如下：
1.电阻焊
电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，目前广泛应用于汽车制造中。
在点焊过程中，影响焊点质量的因素有：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及分流等。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，导致焊接质量的稳定性和一致性较差。因此，电阻点焊控制技术显得尤为重要。目前，控制模式已由单模式控制发展为多模式控制，调节参量已由初始的单变量调节发展为多变量调节，在焊接过程中可同时对焊接电流、焊接时间和焊接压力进行调节。
2.气体保护焊
用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。CO2气体保护焊作为一种高效的焊接方法，以其焊接变形小和焊接成本低的特点，在我国汽车业获得了广泛的运用。但CO2气体保护焊在实际应用中还存在一些问题：以CO2气保焊中应用最为广泛的短路过渡形式为例，电弧电压、焊接电流或焊接回路电感匹配不当，或焊丝干伸长度不合适，都可能造成焊接电弧不稳定、飞溅以及未焊透等，对焊缝成形、焊缝的机械性能有较大影响。另外，短路过渡焊接时对焊接电源的动特性要求很高。如果选型错误，稳定焊接电弧的参数范围狭窄，会影响焊接的质量。
3. 激光焊
激光焊是利用激光器受激产生的激光束，通过聚焦系统并调焦到焊件接头处，将光能转换为热能，使金属熔化形成接头。与传统的点焊相比，激光焊接在焊接精度、效率、可靠性、自动化、轻量化和降低成本等方面都具有无可比拟的优越性。激光焊接被认为是21世纪最有发展前景的制造技术之一。
激光焊接设备的关键是大功率激光器，目前主要有两大类，一类是固体激光器，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，适用于柔性制造系统或远程加工。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，以分子气体作工作介质，可以连续工作并输出很高的功率。
汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊和零件焊接，例如顶蓬与侧围的焊接。但激光焊接要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。否则很容易造成焊接缺陷。
以激光焊接为代表的精量化焊接生产方式用一种新的技术理念促进了汽车焊接技术的进步。此外，一些新的连接方法也率先在汽车制造中获得应用。如变极性MIG／MAG焊接方法、激光-电弧复合焊接方法、磁脉冲焊接方法、胶接和机械连接方法等都已开始成功地应用在各类新车型的制造中。
二、焊接材料的应用及发展趋势
随着车身向着轻量化方向发展，车身材料的轻量化及车身金属材料的非金属化是必然趋势。未来车身材料仍以钢板为主，但是一些复合材料将得到广泛用。
1.镀锌钢板
随着汽车工业发展，为了提高车体使用寿命和增强车体材料的抗腐性能，镀锌钢板得到广泛使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于在目前汽车车身制造中，主要采用电阻点焊方法，与无镀层钢板相比，镀锌钢板的点焊过程中还存在一些问题：先于钢板熔化的锌层形成锌环而分流，致使焊接电流密度减小；锌层表面烧损、污染电极而使电极寿命降低；锌层电阻率低，接触电阻小；容易产生焊接飞溅、裂纹及气孔等缺陷。
2.高强度钢板
为了实现汽车轻量化，提高汽车安全性能，高强度钢板的应用正逐年增加。目前高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板及冷轧双相钢板等。
（1）含磷高强度冷轧钢板：具有较高强度，良好的强度和塑性平衡，良好的耐腐蚀性及点焊性能；主要用于侧围、车门、顶蓬和行李箱盖。
（2）烘烤硬化冷轧钢板：这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一。
（3）冷轧双相钢板：主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等。
3. 铝合金
与汽车钢板相比，铝合金具有密度小、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形和可回收再生等优点，技术成熟。汽车工业中也逐渐在使用铝合金材料的零部件。但铝合金焊接目前还存在线膨胀系数大，产生的热应力较大， 易出现气孔从而导致铝合金焊接接头的强度降低的缺点。
4. 镁合金
镁的密度仅为钢材密度的35％。它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，尺寸稳定性好，因此，在汽车工业中得到了广泛的应用。目前，镁合金在汽车工业中主要运用于车门铸造，随着压铸技术的进步，已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件，如前/后挡板、仪表盘和方向盘等。
5. 高强度纤维复合材料
20世纪80年代后期，复合材料车身外覆件得到大量的应用和推广，如发动机罩、翼子板、车门和顶蓬等，甚至出现了全复合材料的轿车车身。用复合材料作为汽车车身外覆件，无论从设计还是生产制造、应用都已成熟，并已从外覆件的使用向内饰件和结构件方向发展。
新材料与新工艺是相辅相成的，汽车工业正在开发新的制造方法并对传统的工艺进行更新。据有关方面预测，在今后10年中，轿车自身质量还将减轻20％，除了大量采用复合材料和轻质合金外，车身设计方法也将发生重大变化。
三、汽车工业焊接总体发展趋势
1. 发展焊接机器人自动化柔性生产系统
从目前发展来看，自动化柔性生产系统是汽车焊接的发展趋势，而工业机器人因其自动化和灵活性在轿车生产中得到大规模使用。在焊接方面，主要使用的是六自由度点焊机器人和弧焊机器人。且机器人具有焊钳储存库，可根据焊装部位的不同要求或焊装产品的变更，自动从储存库抓换所需焊钳。传输装置则已发展为采用无人驾驶的更具柔性化的感应导向小车。
2. 发展轻便组合式智能自动焊机
近年来，国内的汽车制造厂都非常重视焊接的自动化。如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上。各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制，自动完成工件的传送和焊接。机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。
3. 发展计算机与信息技术
随着计算机与信息技术的工业应用，促进了传统的焊接生产向“精量化”的制造方式转变。
总之，通过大力开发高效节能的焊接新技术、新材料、新工艺和新设备、应用机器人技术，轻便灵巧的智能设备及计算机和信息技术，汽车工业必将取得更大的进步。
参考文献：
[1] 李显贵. 焊接技术[J].装备制造技术,2010（9）:163- 164.
[2] 黄志坚. 汽车制造[J].信息系统工程，2010（8）:38- 39.
论文作者:龚爱民
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/9
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