现代科技在汽车焊接工艺中的应用分析

马汉利

摘要：焊接工艺在汽车生产行业中应用非常广泛，大到车身维护，小到细节构件的连接都常常用到焊接技术工艺，而焊接工艺的科学性与严谨性会影响汽车焊接的效果，因此在汽车工艺不断优化的今天，汽车焊接操作中应用现代科技手法成为必然趋势。我们针对现代科技与汽车焊接工艺进行深入探究，不仅帮助汽车行业向现代化、人性化发展提供助力，同时也是对现代科技不断发展方向细化与优化现状的总结。

关键词：现代科技；汽车焊接；工艺

1焊接工艺技术在汽车行业的应用现状分析

如今我国处于交通行业迅猛发展的时代，人均汽车占有量猛增，汽车成为很多家庭必备的出行工具，而汽车生产工艺也在不断进行升级，与之相关的汽车维修与保养行业地位也有着提升，可以说，汽车使用率的增长给汽车服务业带来了发展的春天。汽车焊接工艺在汽车生产行业发展前期主要应用在汽车车身的焊接与调整方面，但在汽车生产工艺技术不断发展的当下，汽车车身制造采用了模具制造的技术方式，提高汽车车身生产的标准性，而这对焊接工艺的要求越来越高。而当前汽車行业对于焊接工艺的应用还用在汽车车身细节配件的安装焊接和汽车后期维修与改装中。

1）在汽车维修领域，汽车焊接工艺的应用主要是解决一些由于汽车碰撞而产生的损伤，是保证汽车车身与其相应配件使用性能的一种方式，汽车维修工作人员利用汽车焊接工艺技术来调整发生位移的车身配件等，使车身与其配件的位置更加精准，连接更加牢固。

2）在汽车装饰与改装领域，由于现阶段我国家庭车辆占有率的增加，家庭汽车作为人们出行必备交通工具，成为了很多人眼中的私密空间设备。因此很多车主都对汽车装饰与改装很感兴趣，很多汽车的改装与装饰的操作中都会用到焊接工艺技术，其中汽车尾翼技术安装就是对焊接工艺技术要求较高的一种改装方式，这是由于尾翼加装后在车速达到一定数值时就会造成风险，因此必须对其采用现代化的焊接工艺技术来保证尾翼加装的稳定性与科学性。

3）在汽车车身相关配件的安装焊接操作领域，很多车辆配件在使用中是需要进行焊接的，而一些配件与配件之间也需要用焊接技术工艺来完成连结，其焊接工艺的技术科学性是配件间牢固连接的必然需求。

2 焊接机器人在汽车生产中的应用分析

在汽车生产中的机器人应用广泛，因用途不同，可分为点焊机器人、弧焊机器人、拉弧焊机器人、搬运机器人等。

2.1机器人工作站的组成及工作机制

机器人工作站主要由机器人本体、外部轴（根据其用途可以是点焊焊钳、气保焊枪、螺柱焊焊枪或搬运抓具等）、焊接控制器、冷却水系统、PLC、送丝/送气装置、螺柱输送机、焊接工装等组成。

以弧焊机器人为例，其系统主要配置包括：

（1）总容量为30kVA的电源。

（2）压缩空气系统：在这个系统之中，压缩空气压力要达到0.5MPa，同时还要过滤出水及油体，用于气动焊接工装控制。

（3）焊接控制器：用于焊接参数的控制，并集成有焊丝的送丝机构、焊接保护气的送气机构，保证焊接质量，目前在要求较高的零件使用CMT焊接的模式。

（4）清枪器：用于焊枪枪口焊渣的清除并在导电嘴处喷防飞溅液，避免焊枪枪口处焊渣堆积导致保护气流量不足，从而引起焊接质量缺陷。

机器人工作站的主要工作机制和注意事项：

（1）系统调试。通过PLC编程，实现各系统的集中控制，并建立相应的逻辑关系，保证机器人的正常运行。

（2）示教轨迹。要预先对机器的示教程序进行轨迹设定，校准焊枪及基准点的位置，做好示教的程序编写，在PLC装置及示教程序的共同管控下实现。

（3）优化焊接参数。在焊接机器人应用于汽车零件的焊接过程过程中，要考虑到钣金厚度不一致的现象，采用分区段设置电弧电压、焊接电流的措施，实现对不同地点的焊接速度的设置，以有效地实现对焊接终端及熄弧过程的管控。同时，要在焊接操作之前重置用户坐标系，准确地感应和探测需要焊接的工件位置，确定其水平位及垂直位，并在焊接系统中进行自动校正和调整，以规避位置不准确而引发的焊接问题，较好地保证焊接的精度。值得一提的是，焊接机器人具有极高的再现精度，可以对于相同的焊接元件重复同样的焊接程序，极大地提高了生产效率。

2.2 焊接机器人的轻量化设计应用

为了更好地提升焊接机器人应用，还要对焊接机器人的整体结构进行适宜的轻量化优化和设计。在确保机器原有的负载能力不变的前提下，利用机电一体化的思想，多采用一些模块化的轻型旋转关节，可以较好地保证焊接机器人生产中的灵活性和轻量化。

3激光焊接的应用

3.1钣金零件中的应用

传统的点焊和CO2保护焊对车身结构没有影响不大，但是拼焊部位需要搭接，造成材料的浪费。在车身结构设计中，应通过结构优化，最大限度地减少此类焊接方式应用。对于不同厚度要求的板材材料，可以考虑激光焊接工艺，减少零件的数量，降低车身质量。如后纵梁类零件，根据碰撞的性能要求，它的后部需要吸收能量，前方部分需要有一定的强度，以便减少车身的变形，因此，需要在身体前后的两部分的厚度不一致。采用传统的设计方法，将后纵梁内板分为两部分，即后纵梁内板前后段，并通过点焊焊接在一起，必要时需增加一个加强件增加焊接强度，零件的重量必须增加。

3.2差速器中的应用

差速器是汽车中不可缺少的部件，传统的设计方案是将齿圈和壳体以高强度螺栓进行连接。如齿圈的一种常见加工路线为：精车-钻孔-滚齿-热处理-热后车-磨齿等。机械加工完成后，在装配工序，还有压装（壳体）-螺栓拧紧的工序，其中螺栓拧紧有严格的扭矩要求。但在应用激光焊接后，通过简化工件结构如图1，齿圈的工艺路线就大为优化了，其工艺路线可以是：精车-滚齿-热处理--热后车-激光焊接-磨齿，不需要装配工序，同时壳体加工也减少了钻孔工序。可以看出，应用激光焊接后，减少了工序流程，同时零件加工中需要重点控制的过程特性也减少了（如螺栓孔的位置度，螺栓安装的扭矩等）。且因为采取焊接后磨齿代替了磨齿后装配，在同样的加工精度下，极大地提高了齿圈的装配精度。

对于如图1这种差速器，其焊接也有一些新的特点：1激光清洗：一般焊前清洗使用的是水基清洗剂，但由于差速器的壳体材料多为球墨铸铁，其焊前清洗应采用激光清洗，为什么呢？这是因为为了保证防锈和耐腐蚀性，有的厂家在差速器的壳体表面进行了磷化处理，而磷是一种有害元素，激光清洗的一个重要目的是去磷化，这是水基清洗剂所不能的；2异种材料焊接：焊接过程中存在异种材料焊接的特点（壳体的材料多采用球墨铸铁，齿圈多采用低碳合金钢），而异种金属材料焊接容易生成硬而脆的金属化合物，因此必须尽量增加异种金属材料之间焊接强度，目前国内外普遍认可的是采用填丝焊接，使用特定材料制备的焊丝进行填充；3预热处理：壳体的材料（球墨铸铁）是含碳量很高的材料，齿圈经过渗碳淬火处理，基于防止焊接裂纹的目的，焊接前必须经预热处理。

4结语

在汽车焊接工艺过程中应用一些信息技术、精密计算技术等现代高新技术可以提升汽车焊接操作的准确性与工艺效果，使汽车在使用中更加安全，结构更加稳定，而现代科技也在不断实践中得到了发展，本世纪是汽车科技高度发展的世纪，相信未来会有更多高新技术应用到汽车生产与维修、保养行业中。

参考文献：

[1]陈媛媛，徐浩，魏庆丰.白车身焊接误差原因及控制方法[J].汽车与配件，2014（23）：66-69.

[2]孔睿玺.现代科技在汽车焊接工艺中的应用[J].科技传播，2014，6（15）：210.