試論汽車車身的焊接新技術(shù)及應(yīng)用

1 新型的電阻焊技術(shù)

1.1 中頻電阻焊

在中頻電阻焊中,它的控制電源是三相交流電經(jīng)過整流電路后變成脈動直流電的過程,然后通過由功率開關(guān)器件組合而成的逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l方,再與變壓器進行連接,經(jīng)過變壓器的降壓后通過整流電路變成脈動電流,將電流以直流電的形式供給電極,最后進行焊接工作。

在進行生產(chǎn)車身的零部件時,主要用到的設(shè)備是能夠提供固定式的大功率中頻電阻焊,可以對車身的零部件進行凸焊或者多頭點凸焊等。例如成焊寶瑪曾給神龍?zhí)峁┝舜渭壵鞣绞胶鸵灾蓄l電源為主的專用凸焊專機,這種專機的容量從以前的200kVA降低為40kVA,大大提高了焊接的質(zhì)量。

在進行裝焊車身的生產(chǎn)過程中,在懸掛式電焊鉗以及機器人電焊鉗上會用到中頻電阻焊。近幾年來,中頻電焊已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到鍍鋅鋼板和高強度鋼板的焊接上面。例如在大眾、寶來等生產(chǎn)線上會做出如下規(guī)定:凡是進行焊接高強度鋼板或者鍍鋅鋼板時都必須應(yīng)用中頻電焊技術(shù)。上海和煙臺則通用景程生產(chǎn)線進行側(cè)圍焊接,由于長期以來焊接的質(zhì)量不過關(guān),因此采用中頻電焊技術(shù)在A柱部位進行焊接。而其他的一些汽車公司相繼采用中頻點焊技術(shù)也取得了比較不錯的成效。

為了能夠在車身焊接這一生產(chǎn)線上提高機器人的點焊質(zhì)量、降低機器人抓舉過程中的承載的負荷,因此廣泛的使用了機器人中頻點焊工藝。

1.2 伺服點焊鉗

目前伺服點焊鉗已經(jīng)成為點焊技術(shù)里的一個新技術(shù)。經(jīng)由伺服電機或者是伺服氣缸來規(guī)劃焊接的具體行程和焊接壓力。伺服控制器既可以充當(dāng)焊接機器人里的一部分控制系統(tǒng),也可以當(dāng)作單獨的伺服控制器,通過它來讓焊接壓力經(jīng)由反饋傳感器生成可編程的伺服加壓系統(tǒng),這個過程可以為整個焊接過程中需要的動態(tài)焊接壓力提供保證,產(chǎn)生最合適的電極壓力。相對于常規(guī)的加壓系統(tǒng)來說,伺服焊鉗在進行加壓時可以高出常規(guī)的五倍之多,并且能夠?qū)吼伒仍蛟斐傻膲毫Σ▌舆M行自動的補償,在進行強頂鍛壓力的焊接鋼材過程中能夠很好的滿足其需求。而且還能夠在高強度鋼板、不同厚度以及層數(shù)的工件進行點焊時提高其點焊質(zhì)量。

如果將機器人伺服點焊技術(shù)和中頻電阻焊技術(shù)相結(jié)合,往往會將其最大的優(yōu)越性發(fā)揮出來。

1.3 一體式點焊鉗

將焊接變壓器和點焊鉗合為一體之后就形成了一體式點焊鉗。它的最大優(yōu)勢就是將變壓器集中于焊鉗內(nèi)部,有效的縮短了焊接過程中的二次回路現(xiàn)象,并且減少了電能的消耗,同時降低了對電源容量的需求,對節(jié)能也有很好的幫助。

一體式點焊鉗已經(jīng)在機器人焊接的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分應(yīng)用。隨著引進多種車身的新材料以及對焊接質(zhì)量要求的不斷提高,在焊接機器人生產(chǎn)線上已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了伺服中頻點焊鉗。

在國內(nèi)的很多汽車制造廠里,已經(jīng)廣泛應(yīng)用了懸掛式的一體式點焊鉗,這種方式是手工操作的,可以保障操作者的安全,操作過程也很方便,可以有效達到節(jié)能的目的。例如在上海大眾POLO車的焊接生產(chǎn)線上,
一體式點焊鉗已經(jīng)得到了全部的應(yīng)用。但是由于使用一體式點焊鉗的成本很高,還有很多汽車制造公司沒有完全采用,只有在一些分體式焊鉗無法操作的情況下才使用。

2 激光焊接技術(shù)

2 .1 激光焊接的幾個種類

(1)激光熔焊:在進行汽車車身的制造過程中,通常采用的是對接焊技術(shù)和搭接焊技術(shù),在車身零件沒有進行沖壓成型時,對于不同厚度和材質(zhì)的鋼板進行拼接用的就是對接焊技術(shù),而搭接焊技術(shù)則是用于進行車身裝焊時的部件焊接,例如車門等的內(nèi)板焊接。汽車底盤的零部件則使用其他的接頭形式。

(2)激光釬焊:這種焊接的主

要特點是在生成光滑表面的同時避免鋅鍍層的溶化,減少了腐蝕之后進行的一系列處理工序。正因為這一特點,激光釬焊在進行一些表面可見的接合時是非常有效的,例如車身的頂蓋和側(cè)圍之間的焊接,車門與后行李箱蓋之間的焊接等。

(3)雙光束或

者多光束激光焊接:這種焊接方式的提出起初是能夠保證獲得更大的溶深,焊接的過程更加穩(wěn)定以及更好的進行焊縫成形,焊接過程主要是將兩臺或者兩臺以上激光器同時輸出的激光光束集中的同一個位置上,加大激光的總能量。這種技術(shù)主要是用在中厚度的零部件焊接上。

2.2 激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的具體應(yīng)用

(1)對汽車底盤的一些零部件進行激光焊接:我們都知道汽車的底盤是由數(shù)百種以上的零部件構(gòu)成的,在進行不同厚度、種類以及等級的材料焊接時,可以利用激光焊接技術(shù)來將各種零件進行成形制作,以前無法完成的零部件的焊接通過激光焊接技術(shù)已經(jīng)能夠得到很好的完成,對于汽車的靈活性也有一定程度的提高。

(2)對車身

沖壓件的拼焊:通過鋼板激光拼焊技術(shù)能夠把車身所需要的各種厚度和材質(zhì)的鋼板進行拼焊制作成各種零部件,再經(jīng)過剪切、下料以及激光拼焊后,最后進行沖壓成形,例如門檻、車門等的拼焊,利用這種方式能夠?qū)④嚿斫Y(jié)構(gòu)制作更加合理,有效的減輕車身重量。

(3)應(yīng)用于車身裝焊這一生產(chǎn)線上的激光焊接技術(shù):激光焊接技術(shù)是由計算機操控的,因此具備不錯的靈活力以及機動性,對于焊接車身內(nèi)板構(gòu)件過程中起到很好的作用,例如門板、儀表板等零部件的焊接。

3 等離子焊接技術(shù)

這種技術(shù)主要是在焊接過程中生成強有力的等離子束對材料進行充分的溶化,隨著等離子弧度的遷移,焊孔會逐漸閉合,將焊接對象的形變概率降低到最小程度,達到用肉眼無法辨別的程度。這種技術(shù)已經(jīng)在其他領(lǐng)域得到過廣泛的應(yīng)用了。

4 膠接點焊技術(shù)

點焊接頭由于受載會在焊點處產(chǎn)生較大的應(yīng)力,雖然膠接的接頭具有很好的抗疲勞性,但是它的靜強度比較差,甚至接頭的性能會隨著膠層的老化進一步的降低。因此,為了將點焊接頭的抗疲勞性有效的提高,提出了一種能夠把電阻點焊與膠接進行復(fù)合的膠接點焊這一新工藝,在工件需要點焊的部位涂抹一些膠然后進行點焊。通過這種方式可以有效的增強膠焊接頭的靜強度,還能提高膠接接頭的抗疲勞性以及密封性等,并且提高了它的聲學(xué)性能。

這種新型的焊接技術(shù)主要用于鍍鋅鋼板以及鋁合金等的連接上,并且它在連接異種材料的過程中潛力很大,應(yīng)用前景非常廣闊,甚至能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有的連接工藝還無法完成的連接技術(shù)。目前,在我國國內(nèi)的汽車車身制造行業(yè)已經(jīng)將膠焊技術(shù)進行了一定范圍的應(yīng)用。據(jù)了解,目前日本已經(jīng)利用全膠焊接技術(shù)生產(chǎn)出了小轎車。

5 結(jié)語

總之,在汽車工業(yè)生產(chǎn)的過程中,焊接已經(jīng)成為了一項非常重要的流程,也是一個非常重要的加工手段,廣泛的應(yīng)用于汽車的制造。而且對于新型的焊接技術(shù)進行更大的應(yīng)用,會在節(jié)能、穩(wěn)定等方面創(chuàng)造很大的效益,將會大大提高汽車車身的制造水平和質(zhì)量。