车身冲压与焊接技术现状研究

高景航

摘要：21世纪以来，低碳环保、安全舒适、节约能源、车身轻量化等是汽车工业发展的主要方向。现今，由于汽车车身材料主要为碳素纤维、轻合金、高强度钢等，所以，为了使车身的稳固性与安全性得以保证，一定要对恰当的冲压与焊接技术采用，从而使得汽车工业的可持续得到发展。

关键词：车身;冲压;焊接技术

虽然我们是汽车大国，但是在谈到制造技术时，我们应该承认，要使汽车强国的水平达到还需要走很长的路。从汽车四大总成制造技术来说，车身总成制造技术是我们最没有发言权的，因为从研发设计刀工艺、装备基本都是学习国外。在汽车车身制造中，冲压、焊接、涂装、总装是四大主要工艺，均发挥着十分重要的作用。而冲压、焊接作为涂装、总装的基础，是车身制造的核心技术，必须予以高度重视。本文现对车身冲压与焊接技术现状予以阐述，以此为相关人士提供参考。

一、冲压技术

冲压是汽车制造工艺中非常重要的一个环节。因为它不仅决定了车身的质量，同时焊接的质量也在很大程度上取决于冲压件的情况。冲压最重要的是保证质量和精度，防止材料的回弹和开裂。冲压技术包括两个方面，模具和冲压设备。模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。

（一）模具

车身的冲压包括制作内覆盖件和外覆盖件。目前我国整车厂制作内覆盖件的模具一般由自己完成。而制作外覆盖件的模具，国内不少整车厂主要外包给国外。汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具技术密集体现当代模具技术水平是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期2/3的时间成为汽车换型的主要制约因素。在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板或者应用于插接件作业都是众所周知的冲压技术。加工的零件也越来越大省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用其优点是生产率高模具成本低不需要板料剪切与多工位压力机上使用的阶梯模相比节约30%。但是级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制主要用于拉伸深度比较浅的简单零件因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。

（二）冲压设备

目前在冲压设备中，在整车制造的“四大工艺装备”——冲压生产线、车身焊接和装配生产线、涂装生产线和整车装配流水线中，大部分环节所使用的设备均为进口。合肥工业大学新能源研究院副院长林巨广介绍，四大工艺中，只有在冲压环节，国产设备居主导地位。在轿车众多零部件中，冲压件占40%以上。包括车身覆盖件、车身结构件和中小型冲压件。我国轿车生产目前主要应用自动和半自动冲压生产线，还有少数企业使用柔性冲压自动线。但是在技术上，我国冲压设备与国际先进水平还是存在不小差距。

二、焊接技术

近年来，我国汽车车身焊接技术主要有电阻焊接技术、电弧焊接技术、激光焊接技术等。车身制造中，电阻焊接技术应用较为普遍，通过电阻点焊技术把众多薄板零件连接在一起，从而形成整个车身。因为汽车车身结构比较复杂，有些部位因为零件装配问题、厚度差异等无法进行点焊，因此，为了完成不同零件的连接，可采用电弧焊接技术、激光焊接技术等。

（一）电阻焊接技术

电阻焊接技术就是把需焊接工件压紧置于两电极中间，利用电流产生电阻热，从而加热至熔化或者塑性状态，实现金属结合的焊接方式。电阻焊接技术主要包括点焊、对焊、缝焊、凸焊。在车身制造中，点焊应用最为普遍，其次为凸焊，几乎不用对焊、缝焊。因为点焊具有操作简单、生产效率高、焊接变形小、自动化与机械化水平高等优势，在车身制造中得到了广泛应用。现阶段，点焊依然是我国汽车厂家焊接车身的主要方式。一般而言，每辆汽车车身均有3000-5000个焊点。

（二）电弧焊接技术

在车身制造之中应用电弧焊接技术的时候，易导致工件变形，尺寸难以控制，一般只用于无法进行点焊的情况。现阶段，我国汽车厂家采用的电弧焊接技术主要有熔化极气体保护焊接技术、电弧螺柱焊接技术。熔化极气体保护焊接技术主要就是将连续等速送进可熔化焊丝和待焊工件间的电弧当成热源，熔化焊丝与母材金属，从而形成熔池与焊缝的焊接方式。根据保护气体与焊丝的差异，可选择不同的焊接方式，如MAG焊、MIG焊、二氧化碳气体保护焊。电弧螺柱焊接技术具有操作简单、快速、可靠等优势，能够取代钻孔、铆接等工艺。

（三）激光焊接技术

焊接方面的一个新兴焊接技术就是激光焊接，并且其开始在整车企业中逐步使用。因为激光焊接的焊接部分已成线，而不是点焊的焊点，因此激光焊接的平整度和强度需要更高，同时激光焊接对汽车的轻量化非常有利。因為激光焊接技术具有工件变形小、能量密度大、焊接速度快、热影响小、自动控制良好等优势，在金属材料加工及制造中得到了广泛应用。现今，在汽车制造中，激光焊接技术得到了大规模的应用，从汽车零部件生产至车身制造。激光焊接技术主要有激光拼焊板、激光熔焊、激光钎焊。激光拼焊板根据车身的具体性能要求，采用激光裁剪与拼焊的技术，将不同厚度的钢板拼焊在一起，之后冲压成车身零件;激光熔焊就是利用激光加热金属，使其表面迅速升至沸点，实现金属汽化;激光钎焊就是在焊丝表面聚集激光束，熔化焊丝，形成高温液态金属，从而浸润工件连接部位，实现工件和填充接头的结合，形成焊缝。目前国内一些合资整车企业都已对激光焊接技术采用，使用到了激光焊接的像一汽大众的迈腾和速腾、上海大众的帕萨特等。因为激光焊接有着较高的成本，所以，目前主要在车身B柱、关键结构件和车门门框等部分使用。

三、结束语

总之，目前我国汽车制造行业已经达到一个很大的规模，在制造工艺上也在逐步和国际领先水平接轨。在制作内覆盖件的模具、激光焊接等先进技术方面国内整车厂应该进一步提高技术的自主研发和应用能力。在国内汽车行业发展十分迅速的大背景下，我国的汽车制造业也一定会有更大的发展。

参考文献：

[1]王颜龙.试析车身冲压与焊接技术现状[J].科技展望，2017，27（1）.

[2]李贤林.汽车车身外板件焊接操作技术解析[J].汽车维修，2017（9）：18-21.

[3]李贝贝.浅析白车身焊接工艺标准[J].汽车实用技术，2017（11）：11-12.

（作者单位：上海航空发动机制造有限公司）