焊接技术在汽车车身焊接中的应用

裴志伟 赵晟业

摘 要：随着经济发展和人民生活水平的提高，汽车已经不再像20世纪一样罕见，基本上每个家庭都有一部属于自己的私家车，汽车的普及速度让人刮目相看。主要是因为飞速发展的国民经济提高了人们的生活水平，人们有能力购买私家车了，汽车也不再是奢侈品了。而市场上价位不等多种类型的汽车也满足了不同阶层的人的购买力。这就大大方便了人们的出行，也促进了国民经济的发展。而交通路况的改善为汽车的出行提供了便利条件，不管是日常的上下班还是节假日的全家出游，家庭轿车的行驶公里数也在不断增加，长时间的使用必然会对车身造成一定的损坏。因此，研究焊接技术不仅可以提高汽车制造的质量，还能减少成本，提高经济收益。

关键词：汽车车身;焊接技术;电阻焊;激光焊;胶接点焊

1 电阻焊技术

1.1 中频电阻焊

在中频电阻焊中，它的控制电源是三相交流电经过整流电路后变成脉动直流电的过程，然后通过由功率开关器件组合而成的逆变电路转变为中频方，再与变压器进行连接，经过变压器的降压后通过整流电路变成脉动电流，将电流以直流电的形式供给电极，最后进行焊接工作。在进行生产车身的零部件时，主要用到的设备是能够提供固定式的大功率中频电阻焊，可以对车身的零部件进行凸焊或者多头点凸焊等。在进行装焊车身的生产过程中，在悬挂式电焊钳以及机器人电焊钳上会用到中频电阻焊。近几年来，中频电焊已经被广泛应用到镀锌钢板和高强度钢板的焊接上面。例如，在大众、宝来等生产线上会做出如下规定：凡是进行焊接高强度钢板或者镀锌钢板时都必须应用中频电焊技术。

1.2 伺服点焊钳

目前伺服点焊钳已经成为点焊技术里的一个新技术。经由伺服电机或者是伺服气缸来规划焊接的具体行程和焊接压力。伺服控制器既可以充当焊接机器人里的一部分控制系统，也可以当作单独的伺服控制器，通过它来让焊接压力经由反馈传感器生成可编程的伺服加压系统，这个过程可以为整个焊接过程中需要的动态焊接压力提供保证，产生最合适的电极压力。相对于常规的加压系统来说，伺服焊钳在进行加压时可以高出常规的五倍之多，并且能够对压馈等原因造成的压力波动进行自动的补偿，在进行强顶锻压力的焊接钢材过程中能够很好的满足其需求。而且还能够在高强度钢板、不同厚度以及层数的工件进行点焊时提高其点焊质量。如果将机器人伺服点焊技术和中频电阻焊技术相结合，往往会将其最大的优越性发挥出来。

1.3 一体式点焊钳

将焊接变压器和点焊钳合为一体之后就形成了一体式点焊钳。它的最大优势就是将变压器集中于焊钳内部，有效的缩短了焊接过程中的二次回路现象，并且减少了电能的消耗，同时降低了对电源容量的需求，对节能也有很好的帮助。一体式点焊钳已经在机器人焊接的领域内得到了充分应用。随着引进多种车身的新材料以及对焊接质量要求的不断提高，在焊接机器人生产线上已经广泛的应用了伺服中频点焊钳。在国内的很多汽车制造厂里，已经广泛应用了悬挂式的一体式点焊钳，这种方式是手工操作的，可以保障操作者的安全，操作过程也很方便，可以有效达到节能的目的。

2 激光焊接技术

车身制造工艺中的车身的焊接与拼接坯板焊接通常利用激光焊接，不但可以改善车身的抗冲击性和抗疲劳性，而且可以大幅提高汽车的品质。目前激光焊接技术已广泛应用于汽车车身各部件的制造中。奥迪、菲亚特、宝马、通用、福特、丰田和日产等汽车制造商都先后在车身加工中应用激光拼焊技术。由于激光焊接采用计算机进行监测和控制，具有很强的灵活性和机动性，加上激光焊接在工艺上的优点，几乎所有不分厚度、型号、种类、品质的材料可以通过激光焊接在一起，制成各种形状的零件，从而大大提高车身设计的灵活性。这种拼接板坯料不但可设计制造出强度可靠、整体性好的车身结构件，又可降低车身质量、减少材料用量，并减少零部件制造和焊接工作量，达到降低制造成本的目的，并使得车身的安全性和抗腐蚀性能都有大幅度提高，车身结构大大简化。如果车身制造使用点焊，需要16mm的凸缘宽度，激光焊接只需要5mm的凸缘宽度。把点焊改为激光焊，每辆车就可以节省大量的钢材。激光焊比传统点焊具有更高的效率，点焊速度通常为0.5m/min，而激光焊接速度可以达到5m/min以上。到目前为止，美国三大汽车公司已经有50%的电阻电焊生产线，被激光焊接生产线替代。激光焊接在日本工业生产中的应用为世界瞩目，他们开发出在汽车车身制造中采用将薄钢板实施激光焊接后冲压成型的新方法已被世界上各大汽车厂商采用。而在德国，奥迪是最早使用激光焊接的汽车公司，它每天使用激光焊接可以生产2000件车身辅助车架。宝马、沃尔沃、欧宝汽车公司也拥有了自己的用于車身和覆盖件制造的激光焊接与切割生产线。意大利菲亚特汽车公司采用激光焊接技术是来完成车身中的钢板组件的焊接。因其性能的优越性，高强钢激光焊接装配件在汽车车身制造中使用得越来越多。

3 胶接点焊技术

点焊接头由于受载，会在焊点处产生较大的应力，虽然胶接的接头具有很好的抗疲劳性，但是它的静强度比较差，甚至接头的性能会随着胶层的老化进一步的降低。因此，为了将点焊接头的抗疲劳性有效的提高，提出了一种能够把电阻点焊与胶接进行复合的胶接点焊这一新工艺，在工件需要点焊的部位涂抹一些胶然后进行点焊。通过这种方式可以有效的增强胶焊接头的静强度，还能提高胶接接头的抗疲劳性以及密封性等，并且提高了它的声学性能。这种新型的焊接技术主要用于镀锌钢板以及铝合金等的连接上，并且它在连接异种材料的过程中潜力很大，应用前景非常广阔，甚至能够实现现有的连接工艺还无法完成的连接技术。目前，在我国国内的汽车车身制造行业已经将胶焊技术进行了一定范围的应用。据了解，目前日本已经利用全胶焊接技术生产出了汽车。

4 结语

市场需求的不断变化要求汽车车身焊接技术也要跟上这一步伐，车身焊接技术不仅代表着汽车的发展，也代表着整个时代的发展。

参考文献：

[1]马达.激光焊接技术在汽车车身制造中的应用[J].区域治理，2018，000（049）：279.

[2]张川川，赵坤.汽车车身焊接技术发展现状及趋势研究[J].精品，2019（06）：194.