汽车制造领域现代焊接技术的运用实践略述

2015-10-13

人间 2015年13期

关键词：焊机焊缝激光

汽车制造领域现代焊接技术的运用实践略述

李珂

（一汽-大众汽车有限公司佛山分公司，广东佛山 528000）

摘要：近些年，社会经济的快速发展，科学技术的不断进步，在汽车制造行业中已经普遍运用现代化焊接技术。通过对现代焊接技术进行分析，保证现代焊接技术可以合理、科学运用在汽车制造行业中。

关键词：汽车制造；现代焊接技术

对于汽车制造行业而言，焊接作为汽车零部件和车身制造的重要环节，其发挥着承上启下的功能，而且汽车产品种类比较多，成型结构十分复杂，对零部件的加工生产专业化和标准化以及加工效率等多个方面有着严格要求。近些年来，许多国家已经在汽车制造领域中运用机器人，特别是点焊机器人，主要应用点焊钳转换设备，而且在多点焊机方面实现了柔性化设计。因此，我国必须加强汽车制造领域现代焊接技术应用的研究，从而实现生产制造的自动化与柔性化。

一、汽车制造焊接工艺

在汽车制造焊接过程中，气体保护的焊接工艺占据一定比重，而且已经研制出几种气体保护焊的新工艺。首先，表面张力过渡的波形控制技术，应用两个电流脉冲实现1个熔滴过渡，其中第一个脉冲产生熔滴，一直到熔滴和工件短路，而第二个脉冲就是1个短时的窄脉冲，并且对di/dt进行持续检测，严格控制电流的脉冲值，从而形成适宜的电磁收缩力，然后使熔滴的颈部收缩，利用熔池表面的张力实现拉断，在实现1个熔滴的过渡同时并不会发生飞溅。其次，逆变电源的波形控制技术，运用逆变电源自身的动特性与可控性，加强波形控制，然后在短路时有效抑制电流的上升，在一定程度上降低大颗粒飞溅，便于熔滴可以在熔池铺开。若是熔滴在熔池铺开过后，就会使电流快速上升，在一定程度上加快了缩颈的产生，降低小桥爆断时的飞溅。最后，氩弧焊技术，其包含非熔化极与熔化极，都可以应用在汽车制造有色金属与高合金钢的焊接方面，其中A-TIG技术可以有效节约能耗。

二、现代焊接技术在汽车制造中的应用

（一）激光与电弧复合的加热焊接。激光焊接能够焊出比较窄与深的焊缝，而电弧焊接能够焊出比较宽且浅的焊缝。但是激光焊接技术投资成本比较大，但是将两种焊接技术进行融合，可以在一定程度上提升焊接效率。由于激光焊接与电弧复合加热焊接中焊炬设计尤为关键，其中两热源夹角必须要尽量小，因此焊炬也应该设计成为激光十双的电弧电源。此种焊接技术已经应用在4至8mm厚度的钢结构中，目前正在尝试在更薄的汽车零部件制造与铝合金的焊接中应用。同时激光不仅在焊接和精密切割方面运用，还可以在摩擦面产生油细花纹或是重熔复合层等方面应用，可以在一定程度上加强耐磨性。

（二）联体悬挂方式点焊机。汽车制造行业中运用比较多的就是悬挂方式的点焊机，在汽车生产车间中常常具备几十或是上百台，联体悬挂方式点焊接的容量通常在100kVA之上，已经运用在汽车薄板焊接领域中。在联体悬挂方式点焊接实现一体化之后，仅仅需要利用两根电源线与一根地线直接和焊机进行相连便可。其它有关部分通常在一体化的内部实施处理，并不需要繁琐接线，在一定程度上节约许多动力电缆与信号电缆以及外围设备，并且改进电网质量，降低电源干扰。另外在实现一体化之后，由于控制器和焊机间连线比较短，有效缓解了对电网造成的干扰。而集控制箱的悬挂方式点焊机于一体，其结构比较紧凑、合理，同时并不需要设置控制箱的安装平台，保证生产环境更加整洁与亮丽。

（三）电阻焊机。现阶段，电阻焊机主要应用交流50Hz方式的单相交流电源，其容量比较大，且功率因数下。应用三相低频电阻的焊机和三相次级整流的接触焊机以及IGBT逆变电阻的焊机，能够有效处理电网不平衡现象，并且在一定程度上提升功率因数。另外，还能够实现电能的节约，便于完成参数微机控制，适合应用在铝合金与不锈钢以及其它相关难以焊金属的焊接中，有效降低设备重量。

（四）焊接机器人。自动化柔性的生产系统作为汽车焊接未来主要发展趋势，由于机器人具备良好的自动化与灵活性，因此在汽车制造行业中普遍应用。焊接机器人种类比较多，具备良好的柔性化。对于新型汽车生产线领域中的点焊机器人和弧焊机器人以及螺柱焊机机器人等已大规模应用。可是因为在专用程序与运行成本等相关要素的影响下，在许多小型企业中依然无法普遍应用。近些年，焊接机器人虽然在性价比等方面有着明显提升，基本上企业能够购买全位置与超过6自由度的现代化多功能机器人，可是目前汽车制造行业依然应用的为6自由度的点焊机器人与弧焊机器人。因此，未来还需要进一步研究焊缝跟踪技术和焊缝检测技术以及远程编程技术等，从而融合在焊接机器人中，提高汽车生产制造的工作效率。

三、焊接技术运用整体趋势

汽车车身作为比较复杂的壳体，主要由大量薄板冲压件进行装焊加工。针对车身装焊时许多离散质量信息数据完成合理组织与自动化管理，可以有效反应车身生产整体质量，从而为技术与管理工作人员提供数据，然后在一定程度上降低故障的响应时间，加强质量管理有效性。目前，国际焊接学会依据软件具体用途，制定了焊接应用软件与分类方法。对于焊接应用软件而言，焊接专家系统和焊接CAPP系统以及焊接信息数据库系统等最具代表性，有关开发技术以及方法等，对焊接软件开发可以提供参考。