基于实例对汽车零部件焊接工艺要求的探讨

朱文

摘要：随着当前经济的不断增长，汽车制造业占据着国民经济增长的重要地位。在汽车制造生产中，汽车零部件焊接质量直接影响着汽车的整体质量。本文主要通过实例对汽车零部件焊接工艺要求进行探讨分析。

关键词：汽车；零部件；焊接

一、汽车零部件和焊接的概述

通常，汽车车身主要由内覆盖件和外覆盖件以及骨架件组成，覆盖件则由钢板制作，骨架件也是由薄板件制作，为了壳体具有一定的刚性和造型美观，要求组成车身的零件通常是经过拉延成型的空间曲面体，结构形状相当复杂。由于汽车车身的零部件都是由薄板制作而成，经过成型的薄板冲压件有一定的刚性，而且单个大型冲压件容易变形，与机械加工件相比，刚性要差得多，只有焊接成车身壳体后，才具有较强的刚度。

当前，我国汽车工业发展过程中对于汽车的零部件加工和生产的质量管理制度以及技术保证措施是比较健全的，结合汽车车身零部件的特点，在汽车焊接时应该依据部件的特点进行焊接工艺选择。在汽车零部件的制造中，点焊、凸焊、缝焊、滚点焊、焊条电弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、钎焊、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、易操作的特点，适合汽车车身薄板覆盖零部件的焊接，因此在汽车生产中应用最多。

二、汽车车身零部件焊接的要求分析

汽车工业中，焊接是汽车车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用。同时，由于汽车产品的车型众多、成型结构复杂，汽车车身零部件生产逐渐趋于专业化和标准化以及汽车制造在质量、效率和成本等方面的综合要求，都决定了汽车焊接加工是一个多学科、跨领域和技术集成性较强的生产过程。因此，在选择焊接工艺时要考虑汽车零部件的特点，依据其特点制定焊接的工艺，保证汽车的焊接质量和装配顺利的进行。

由于汽车总成焊接装配的零件有众多，为了焊接和装配工艺能够顺利的进行，应该采用夹具进行焊接，车身前围焊装夹具大都以在曲面上经过整形的平台、拉延和压弯成型的台阶、外部边缘、装配用孔以及冲压件的曲面外型和工艺孔定位。对质量较好的零部件定位件按坐标标注尺寸，标注公差车身冲压件装配后，使用电阻焊接，工件不受扭转力矩，当工件的重力与点焊时加压方向一致，焊接压力足以克服工件的弹性变形。

汽车装配件通过装配定位使焊接零件在夹具中形成一个刚性型腔，并且能够保持在相应的坐标系中，以抵抗冲压件在装配搭接上所产生的变形。汽车装配件在通过点焊时，要克服焊接变形力和机械冲击力。焊接车身零部件在车中各部分所起的作用不同，其焊接精度也不尽相同，定位部件应有较高的焊接精度，夹紧部件、底座则应有足够强度和刚度。因此，汽车车身的零部件的作用不同，对于焊接的要求也是不同的。

三、实例分析

某汽车配件是公司的主要产品之一。在传统工艺中，这类零件的加工主要是点焊、铆接和二氧化碳气体保护焊。在多次生产中，二氧化碳气体保护焊镀锌总是不能电镀或黑色斑点等缺陷，于是进行了许多工艺改进，增加了除渣工艺，虽然电镀后的焊缝效果有所改善，但零件的外观有所改善。添加新工序后严重耗费人力工时，并滞后生产进度。针对这种情况，研究构件技术势在必行。

（一）工艺分析

1.材料化学成分及力学性能分析

部件组成材料主要包括圆钢丝A、钢板B。其中，A材料为中碳钢，锰含量较高，力学性能良好；B材料为低碳钢，塑性较好。

2.材料焊接性分析

材料B为低碳钢板，含碳量较少，其它合金元素较少，具有良好的焊接性。一般来说，没有特殊的工艺措施，可以获得高质量的焊接接头。此外，低碳钢适用于各种焊接方法的焊接。材料A为中碳钢棒材，含碳量高，焊接性差。预热可降低冷却速度，减少焊缝附近的硬化倾向，提高焊接接头的塑性，降低焊接残余应力。

3.选择合适焊接工艺

根据公司生产实力，优选用电阻焊代替二氧化碳气体保护焊。首先，分析零件结构。材料A为中7.2毫米，材料B厚度2毫米。若采用点焊方式，由于这两种焊接件材料不同，厚度不等，焊接熔核将不对称于其交界面，而是向厚度大，导热、导电性能差的一侧偏移，偏移的结果将使锁板焊透率减小，焊点强度降低。

（二）试验论证

1.夹具、电极设计，根据图样要求，设计焊接夹具一套，上下电极各一副。

2.焊前准备，首先，取待焊件若干件，要求过量具合格，外观合格。其次，对部分零件进行压包处理。考虑到待焊面为圆弧面，而常规圆球形及圆锥形凸点不利于接触定位，故改为长形凸点，变成线接触，以增加熔核尺寸，提高焊点强度。最后，对所有试验件进行表面清理，去油污、锈迹，并对所有试验件进行编号。

3.确定焊接参数，试验采用凸焊机，主要焊接参数：压力、行程时间、预压周数、加压周数、焊接周数、热量调节量、维持时间及次级空载电压。

4.试制样件调整合适参数，进行试验，试制凸焊、点焊样件。

5.撕破试验，撕破试验是检验焊点的最常用方法，操作简单，效果明显。首先，撕破试验是用外力撕开焊缝，优质焊点的标志：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。其次，试验工具有虎头钳、撕破锹和锤子。最后，结论是凸焊样件经多次锤击仍无法撕破，点焊样件锤击后B材料有明显撕破痕迹，A材料上有明显凸台，在特定冲击范围内，凸焊样件焊接接头牢固可靠。

（三）结论

通过对该部件的工艺研究，发现该部件采用凸焊技术成形是可行的。

1.凸焊作为电阻焊中的一种，也是點焊的一种变形。在相同的技术条件下，凸焊在处理焊缝熔核偏移等问题上更具优势。由于电流密度集于凸点，电流密度大，故可用较小的电流进行焊接，并能可靠地形成较小的熔核。

2.在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点。不仅生产率高，而且没有分流影响。原采用二氧化碳气体保护焊生产速度为200个/h，现采用凸焊方法生产速度可以达到500个/h。

3.二氧化碳保护焊焊缝外观较差，凸焊焊缝整齐，完全避免了焊缝外观问题。在一定范围内，凸焊焊缝强度能达到相应标准。

四、结束语

总之，伴随汽车工业制造水平的不断发展，对焊接工艺提出了更高的要求。加强零部件焊接工艺技术的研究，对我国汽车制造行业的发展有着重要意义。因此，在汽车零部件的后续加工中，要加强焊接工艺技术水平的提高，促进汽车制造业的发展。