汽车制造中的焊接变形与控制

汽车制造中的焊接变形与控制
发表时间：2020-09-17T14:47:29.877Z 来源：《基层建设》2020年第14期作者：雷亮张珂
[导读] 摘要：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，本文主要围绕汽车制造焊接变形与控制展开了分析和探讨，以期能够进一步提升焊接技术的应用效果。

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摘要：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，本文主要围绕汽车制造焊接变形与控制展开了分析和探讨，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，能否对焊接变形控制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汽车制造中的焊接变形与控制技术应用
2.1镁合金薄板点焊工艺
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。

2.2钨极氩弧焊
钨极氩弧焊是一种用钨棒作为非消耗电极，以氩气进行保护，在工作物之间产生热量的电弧焊接方法。

焊接过程中，焊枪的喷嘴中喷出氩气，使工作物邻近受热区域都隔绝空气，防止钨极、熔池和邻近热影响区氧化，污染焊道。

钨极氩弧焊焊接质量稳定，保护效果优良，成本相对低廉，在铝合金焊接的应用上十分广泛。

高频脉冲复合直流TIG焊对铝合金焊接接头组织和硬度的影响，得出随着直流TIG复合的高频脉冲电流频率的提高，焊缝中心组织从柱状晶向等轴晶转变，且等轴晶逐渐细化。

直流TIG复合高频脉冲焊得到焊缝中心和熔合线微观组织细化效果最佳的参数为55kHz高频脉冲。

相比直流TIG焊，复合高频脉冲电流使焊缝的显微硬度得到提高，提高幅度最大时频率为55kHz。

2.3SPCC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。

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。

3.2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。

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。

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。

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。

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，防止变形情况的出现。

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.
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