汽车制造中焊接技术现状及发展趋势.
汽车焊接技术现状及发展趋势
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。
汽车的发动机、变速箱、车桥、车架、车身、车厢六大总成都离不开焊接技术的应用。
在汽车零部件的制造中，点焊、凸焊、缝焊、滚点（凸）焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、气焊、钎焊、摩擦焊、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、焊接变形小、易操作的特点，所以对汽车车身薄板覆盖零部件特别适合，因此，在汽车生产中应用最多。
在投资费用中点焊约占75%，其它焊接方法只占25%。
关键词：点焊、凸焊、缝焊、滚点（凸）焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、气焊、钎焊、摩擦焊、电子束焊和激光焊。
生产量大、自动化程度高、高速、低耗、焊接变形小、易操作1焊接在汽车制造中的应用 (1)1.1汽车制造离不开焊接 (1)1.2 焊接技术在轿车生产中的应用 (4)1.2.1电阻焊 (4)1.2.2电弧焊 (5)1.3车身制造中的电阻点焊技术 (6)1.3.1电阻点焊质量控制 (6)1.3.2轿车白车身的电阻电点焊 (6)1.3.2.1焊接设备的能力要求 (7)1.3.2.2焊接工艺方法的评定 (7)1.3.3悬挂式点焊机 (7)2、车身焊接工艺 (8)2.1车身装焊工艺的特点 (8)2.2电阻焊 (10)2.2.1电阻焊及其特点 (10)2.2.2点焊 (10)2.2.2.1点焊的机械性质 (11)2.2.2.2点焊的质量要求 (11)2.2.2.3点焊的使用范围: (12)2.3缝焊 (15)2.4凸焊 (16)2.5二氧化碳气体保护焊 (18)2.5.1 CO2气体保护焊的优点 (18)2.5.2 CO2气体保护焊的规范参数 (18)2.5.3选用原则 (18)2.5.4焊接设备 (19)3、汽车零部件对焊接材料的性能要求 (20)3.1汽车驾驶室零部件对材料的性能要求 (20)3.2汽车车厢零件对材料性能的要求 (21)3.3汽车车架零件对材料性能的要求 (21)3.4汽车成形件对材料的要求 (21)4、车身焊装夹具的设计 (22)4.1保证车身焊装夹具设计的基础条件 (22)4.1.1生产纲领 (22)4.1.2汽车车身的结构特点 (22)4.2车身分块和定位基准的选择 (23)4.3车身焊接夹具的结构及定位夹紧特点 (24)4.3.1车身焊装夹具的结构特点 (24)4.3.2车身焊装夹具的定位特点 (24)4.3.3车身焊装夹具的夹紧特点 (25)4.4焊接夹具的精度控制 (25)4.5夹具模块化、组合化 (26)4.6通用、经济 (26)5、汽车焊接技术的发展趋势 (27)5.1焊接要求的提高 (27)5.2焊接种类的发展 (28)5.2.1气体保护焊 (28)5.2.2激光焊 (28)5.2.3焊接机器人的发展 (30)5.3汽车焊接生产线的发展 (32)5.4焊接材料的应用及发展趋势 (33)5.4.1镀锌钢板 (33)5.4.2高强度钢板 (33)5.4.3 铝合金 (33)5.4.4镁合金 (33)5.4.5高强度纤维复合材料 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第1章焊接在汽车制造中的应用引言汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。
焊接技术在生产中的应用与发展
焊接技术在生产中的应用与发展随着工业化进程的不断推进，焊接技术在生产中的应用越来越广泛，发挥着越来越重要的作用。
焊接技术作为连接各种金属材料的关键工艺，在汽车制造、航空航天、造船、建筑、电子设备等领域都有着重要的应用。
随着科技的不断发展，焊接技术也在不断进行着创新与发展，为生产提供更加高效、精准的焊接解决方案。
本文将就焊接技术在生产中的应用与发展进行探讨。
1. 汽车制造在汽车制造领域，焊接技术是连接汽车车身及各种零部件的关键工艺。
焊接技术不仅可以使汽车车身更加牢固，还能够提高汽车的整体密封性和安全性。
焊接技术还可以有效提高汽车制造过程中的生产效率，降低成本，使得汽车制造商能够生产出更加优质、高性能的汽车产品。
2. 航空航天在航空航天工业中，焊接技术被广泛应用于飞机、航天器等飞行器的制造过程中。
由于航空航天产品对材料的要求非常高，因此焊接工艺必须具备高度精密度和可靠性。
通过先进的焊接技术，航空航天产品能够实现更加轻量化和高强度化的设计，提高航空器的飞行性能和使用寿命。
3. 造船在造船行业，焊接技术是连接船体结构的关键工艺。
相比传统的铆接技术，焊接技术可以更加牢固地连接船体各个部件，提高船体整体的密封性和结构稳定性。
焊接技术还能够提高造船过程的生产效率，降低成本，满足航海安全的相关要求，使得船舶具备更加良好的航行性能。
4. 建筑在建筑行业中，焊接技术被广泛应用于连接各种金属结构，例如钢结构、铝合金结构等。
通过焊接技术，不仅可以使建筑结构更加牢固稳定，还可以实现各种复杂形状的结构设计，提高建筑物的美观性和实用性。
焊接技术还可以大大缩短建筑工程周期，提高工程的施工效率。
5. 电子设备在电子设备制造领域，焊接技术在电子元器件的连接工艺中扮演着重要角色。
通过焊接技术，能够实现各种微小尺寸的电子元器件的连接，确保电子设备的稳定性和可靠性。
现代电子设备对于焊接技术的要求也越来越高，需要实现更加精密的焊接工艺。
二、焊接技术在生产中的发展1. 自动化与智能化随着工业4.0的发展，焊接技术也在不断进行自动化与智能化的升级。
汽车行业焊接自动化现状及发展趋势
文献标 识码 ：Ａ
■
一汽 解放 汽车 有 限公 司 王治 富
在 汽 车 零 部 件 的 制 造 中 ，各 种 焊 接 方 法都 在 应 用 ，如点 焊 、 凸焊 、缝焊 、 滚点 （ ） 、焊 条 电弧 凸 焊
２ ０ 年 的７ ８ ０６ ２ 万辆快速增长￣ ２ １ 年１８ ６ Ｕ ０ ２ 万辆 ，增 ０
复 ，大企业集团产销规模整体提升 ，市场需求结构进
一
大，进而要求焊接设备向智能化控制焊接过程及参数
化 方向发展 ，以提 高焊 接质量 。 焊 接 新技 术被 不断 应用 。激 光拼 焊板 技术 、激 光 复合 焊技 术 、机器 人 应用 技术 、 中频 电阻点焊 技术 、
步优化 ，汽车工业产业结构调整加快。 （ 产品结构进一步优化 ，整体产品结构基本 ３）
牌企业持续的努力和付出，与合资品牌的竞争格局已经
基本 形成 ， 为推 动 中国汽车工业发展 的重要 力量 。 成
大量采用复合材料和轻质合金外 ，车身设计 方法也将
发生 重大 变化 。
２ 汽 车制造 技术 的提 高对焊 接 自动化 的应 用带来的影响
汽车 企业 生产 纲领 持续 提 高、产 能逐 步 扩大 ，但
幅达 １ １ 。见 图１ ５％ 。
焊、Ｃ Ｏ 气体保护焊、氩弧焊、激光焊等。在车身制 造过程 中 ，点焊、气体 保护焊两种工艺应 人 员统 计 ，在 投 资 费 用 中 ，点 焊 、 弧焊 约 占
１
７ ％ ，其他焊接 方法只 占２ ％。 因此 ，焊接 自动化 ５ ５
的应用 也 是在 这两 个焊 接 方 法 中大量 开展 的。而 通 常 所 关注 的焊接 自动 化 则是 以工业 机器 人 的高 速发 展 和 智 能控 制 系统 的 发展 为前 提和 基 础 的 ，其 中包括 两 部 分 ：一 是 以焊 接机 器 人 为主 而组成 的焊 接系 统 、生产
2024年汽车冲压和焊接件市场发展现状
2024年汽车冲压和焊接件市场发展现状摘要本文重点研究了当前汽车冲压和焊接件市场的发展现状。
首先，分析了汽车冲压和焊接件的定义和分类。
然后，对全球汽车冲压和焊接件市场的规模和增长趋势进行了调研和评估。
接着，探讨了汽车冲压和焊接件市场的主要驱动因素和挑战。
最后，提出了汽车冲压和焊接件市场的未来发展趋势和策略建议。
1. 引言汽车冲压和焊接件是汽车制造过程中不可或缺的关键组成部分。
随着全球汽车产业的迅速发展，汽车冲压和焊接件市场也呈现出快速增长的趋势。
本文将重点研究当前汽车冲压和焊接件市场的发展现状，并探讨其未来发展趋势和策略建议。
2. 汽车冲压和焊接件的定义和分类2.1 汽车冲压件的定义和分类汽车冲压件是通过冲压工艺将金属材料加工成所需形状的零件。
根据其形状和功能，汽车冲压件可以分为外观件、结构件和功能件等多种类型。
外观件主要用于车身外观装饰和保护，结构件用于车身强化和支撑，功能件用于汽车各种系统的运作。
2.2 汽车焊接件的定义和分类汽车焊接件是通过焊接工艺将金属材料相互连接的零件。
根据其连接方式和位置，汽车焊接件可以分为点焊件、焊接线束和焊接结构件等多种类型。
点焊件主要用于车身连接，焊接线束用于电气系统连接，焊接结构件用于车身强度和刚度提升。
3. 全球汽车冲压和焊接件市场规模和增长趋势根据市场调研和统计数据，全球汽车冲压和焊接件市场规模在近几年持续增长。
汽车行业的快速发展和全球汽车产量的增加是这一趋势的主要驱动因素。
另外，汽车冲压和焊接件的需求也受到汽车安全性、燃油效率和环保要求等因素的影响。
然而，全球汽车冲压和焊接件市场也面临着一些挑战。
一方面，汽车制造和装配的自动化程度不断提高，对冲压和焊接件的精度和质量要求也越来越高，这对制造和供应商提出了更高的要求。
另一方面，全球汽车市场竞争激烈，汽车制造商对供应链的管理和成本控制也提出了更大的挑战。
4. 汽车冲压和焊接件市场的主要驱动因素和挑战4.1 驱动因素•快速增长的汽车产量和销售•技术进步和创新推动汽车冲压和焊接件市场的发展•政府对汽车安全性和环保要求的提升4.2 挑战•汽车制造和装配的自动化程度的提高对冲压和焊接件的质量和精度要求更高•全球汽车市场竞争激烈，供应链管理和成本控制的挑战5. 汽车冲压和焊接件市场的未来发展趋势5.1 技术进步驱动市场创新随着自动驾驶技术、电动化和智能化的发展，汽车冲压和焊接件市场将面临新的机遇和挑战。
汽车焊接技术发展现状与展望
利 公 司 根 据 轿 车 车 身 钢 板 采 用 交 流 和 中频 点 焊 对 比 得 出 结 论 ： 频 点 焊 比交 流 点 焊 节 能 ２ ％ 。 中 ７ ２３ 伺 服 技 术 ．
统编程 、 工作 状态 显示 及故 障报 警 显示 。
为 适 应 市 场 需 求 ，产 品 多 样 化 成 为 当 代 汽 车 制 造
心 理 、 生 理 以及 周 围 环 境 的 干 扰 。 在 恶 劣 的 焊 接 条 件
的点 焊作 业 。如一 汽 大众 ， 已大 量使 用 中频焊 接设 备 。 由于 中频 逆变 焊 机具 有 高效 节 能 优点 。在 全球 提
倡 节 能 环保 低碳 生 活 的今 天 ，在 汽 车 制造 业 中应 积 极 采 用 中频 焊接 技术 。 中频 逆 变直 流 焊机 与 传 统交 流 焊机 相 比 ，有 如 下
俘 搭 专家论坛
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频 焊 接 技 术 应 用 于 轿 车 白 车 身 焊 装 线 。在 欧 洲 ． 频 点 中
２ 汽 车 焊 接 技 术 应 用 现 状
焊机 器人 使 用量 已 占 ４ ％ ，并 扩大 到 铝合 金 轿 车车 身 ０
２１ 自动化 焊 接技 术 ． 机器 人 技术 作 为先 进 制 造技 术 的典 型代 表 和 主要 技 术 手 段 ， 提 升企 业 技 术 水 平 、 定 产 品 质量 、 高 在 稳 提 生 产效 率 和 实现 文 明生 产 等方 面 具有 重 要 作用 。工 业 机 器人 作 为 现代 制 造业 主要 的 自动 化装 备 ．已广 泛 应 用于汽车 、 托车 、 程机械、 摩 工 电子 信 息 、 电 、 工 等 家 化 行业 ， 主要 用 于完 成 焊 接 、 配 、 运 、 工 、 涂 和 码 装 搬 加 喷 垛等 复 杂作 业 。在 汽车 制造 业 中以点 焊 、 弧焊 为 主 这 些年 ， 随着 国 内汽 车行 业 的迅猛 发 展 ， 业 机器 人 虽 在 工 汽 车行 业 的应 用 也越 加 广泛 ，但 人工 焊 接仍 然 占据 焊 接作 业 的主导 地位 ， 工 焊 接 时 ， 人 焊接 工 人经 常 会 受 到
焊接自动化技术在汽车制造中的应用
焊接自动化技术在汽车制造中的应用随着汽车制造业的不断发展，自动化技术得到了广泛应用。
其中，焊接自动化技术作为汽车制造的重要环节之一，其应用也变得越来越普遍。
本文将通过介绍焊接自动化技术在汽车制造中的应用，以及该技术带来的优点和挑战，探讨其发展趋势和未来方向。
一、焊接自动化技术在汽车制造中的应用1、焊接自动化技术简介焊接自动化技术是指通过机器人、自动化设备等自动化工具实现的焊接工艺。
其前身是传统的焊接工艺，但相较于传统焊接，焊接自动化技术具有更高的精度、效率和稳定性。
2、汽车制造中的应用在汽车制造中，焊接自动化技术被广泛应用于车身组装、发动机组装、变速箱组装等环节。
其中，车身组装最为重要。
车身结构复杂、焊接点多，因此需要高效、精确、稳定的焊接工艺。
通过焊接自动化技术，可以实现全自动化组装线，大大节省人力和时间成本，提高生产效率。
二、焊接自动化技术带来的优点1、提升生产效率焊接自动化技术能够整合现有生产线，降低人力成本，实现生产效率的大幅提升。
同时，焊接自动化技术能够减少误差、提高产品一致性，降低废品率，进而提升产品质量。
2、提高安全性在传统的焊接工艺中，作业员需要在高温、密闭的条件下进行工作，存在极大的安全风险。
通过焊接自动化技术，可以实现机器人焊接，避免危险操作，同时机器人也不会受到高温的影响，减少机器损坏风险。
3、扩大生产规模焊接自动化技术能够灵活扩大生产规模，随着生产需求而不断增加自动化工具数量，具有非常大的生产控制弹性。
并且，自动化设备不会像人类劳动力一样出现疲劳，对生产效率可持续提升。
三、焊接自动化技术面临的挑战1、技术要求高焊接自动化技术需要高度精密的工艺和设备，需要较高的技术水平来进行维护和管理。
这种技术对操作员的专业知识和操作技能有较高的要求，需要有效的培训和知识传承。
2、设备成本较高自动化焊接设备的成本较高，无论是投资额还是维护成本都会高于传统的手工焊接。
因此对于小型企业而言，自动化焊接设备使用的门槛可能较高。
焊接技术的发展及发展趋势
焊接技术的发展及发展趋势引言概述：焊接技术作为一种重要的连接工艺，在制造业和建筑领域中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步和工业的发展，焊接技术也在不断创新和发展。
本文将从五个方面详细阐述焊接技术的发展及其发展趋势。
一、自动化焊接技术的发展1.1 机器人焊接技术的应用随着机器人技术的进步，机器人焊接技术在制造业中得到广泛应用。
机器人焊接具有高效、精确、稳定的特点，能够替代传统手工焊接，提高生产效率和焊接质量。
1.2 激光焊接技术的发展激光焊接技术以其高能量密度、焊接速度快、热影响区小等优点，成为现代焊接技术的重要发展方向。
激光焊接技术广泛应用于汽车制造、航空航天等领域，为焊接工艺带来了革命性的变化。
1.3 无人化焊接技术的发展随着无人化技术的发展，无人化焊接技术也逐渐成熟。
无人化焊接技术通过自动化设备和系统实现焊接过程中的操作和监控，提高生产效率和安全性，减少人为因素对焊接结果的影响。
二、新材料焊接技术的发展2.1 高强度钢焊接技术的研究随着汽车工业对轻量化和安全性能的要求越来越高，高强度钢焊接技术成为焊接领域的研究热点。
高强度钢焊接技术能够实现高强度材料的焊接，提高汽车结构的强度和安全性。
2.2 铝合金焊接技术的改进铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天和汽车制造等领域。
铝合金焊接技术的改进包括优化焊接工艺、改善焊接接头性能等，以提高铝合金焊接的可靠性和效率。
2.3 多材料焊接技术的研究多材料焊接技术是近年来焊接领域的研究热点之一。
多材料焊接技术能够实现不同材料的焊接，如金属与塑料的焊接、金属与陶瓷的焊接等。
多材料焊接技术的发展将推动材料的多样化应用和产品的创新。
三、数字化焊接技术的发展3.1 虚拟焊接技术的应用虚拟焊接技术通过计算机模拟和仿真技术，实现焊接过程的虚拟化。
虚拟焊接技术可以帮助焊接工程师预测焊接过程中的变形和应力分布，优化焊接工艺参数，提高焊接质量。
3.2 数据驱动的焊接技术数据驱动的焊接技术利用大数据和人工智能技术，通过对焊接过程中的数据进行分析和挖掘，实现焊接质量的自动检测和控制。
焊接技术的发展趋势和前景展望
焊接技术的发展趋势和前景展望近年来，随着制造业的快速发展和技术的不断进步，焊接技术作为一种重要的连接工艺也得到了大幅度的提升和创新。
本文将探讨焊接技术的发展趋势以及未来的前景展望。
一、自动化与智能化随着人工智能和机器人技术的迅猛发展，焊接技术也逐渐向自动化和智能化方向发展。
传统的手工焊接已经无法满足大规模生产的需求，自动化焊接设备的出现极大地提高了焊接效率和质量。
智能化焊接设备能够根据焊接工艺参数自动调整焊接参数，实现更加精准的焊接操作，大大降低了人为因素对焊接质量的影响。
二、激光焊接技术激光焊接技术是目前焊接领域的一项热门技术。
相比传统的电弧焊接，激光焊接具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快等优势。
激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子设备等领域有着广泛的应用前景。
未来，随着激光技术的不断发展，激光焊接技术将会更加成熟和普及。
三、新材料焊接技术随着新材料的不断涌现，传统的焊接技术在焊接新材料时面临很多挑战。
新材料的焊接需要克服材料的特殊性，如高温、高硬度、脆性等问题。
因此，研发适用于新材料焊接的新技术成为了焊接领域的热点。
例如，电磁脉冲焊接技术、超声波焊接技术等都在新材料焊接方面取得了一定的突破。
四、绿色环保焊接技术随着环保意识的提高，绿色环保焊接技术备受关注。
传统的焊接过程中会产生大量的废气和废渣，对环境造成严重污染。
因此，研发低排放、低能耗的焊接技术成为了焊接领域的发展方向。
例如，激光焊接和电子束焊接是两种相对环保的焊接技术，能够减少废气的产生，降低对环境的影响。
五、焊接技术人才培养随着焊接技术的不断发展，对高技能焊接人才的需求也越来越大。
然而，目前我国的焊接技术人才培养体系还不够完善，高技能焊接人才的供需矛盾依然存在。
因此，加强焊接技术人才培养，提高焊接技术人才的素质和水平，对于我国焊接技术的发展具有重要意义。
综上所述，焊接技术的发展趋势主要体现在自动化与智能化、激光焊接技术、新材料焊接技术、绿色环保焊接技术以及焊接技术人才培养等方面。
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焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法,在汽车制造中得到广泛的应用。
汽车的发动机、变速箱、车桥、车架、车身、车厢六大总成都离不开焊接技术的应用。
在汽车零部件的制造中,点焊、凸焊、缝焊、滚点(凸焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、气焊、钎焊、摩擦焊、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、焊接变形小、易操作的特点,所以对汽车车身薄板覆盖零部件特别适合,因此,在汽车生产中应用最多。
在投资费用中点焊约占75%,其它焊接方法只占25%。
1 汽车工业所用的焊接方法及零部件的应用情况汽车制造业是焊接应用面最广的行业之一,所用的焊接方法也种类繁多,其应用情况如下:1.1 电阻焊(1点焊主要用于车身总成、地板、车门、侧围、后围、前桥和小零部件等。
(2多点焊用于车身底板、载货车车厢、车门、发动机盖和行李箱盖等。
(3凸焊及滚凸焊用于车身零部件、减震器阀杆、制动蹄、螺钉、螺帽和小支架等。
(4缝焊用于车身顶盖雨檐、减震器封头、油箱、消声器和机油盘等。
(5对焊用于钢圈、排进气阀杆、刀具等。
1.2 电弧焊(1CO2保护焊用于车箱、后桥、车架、减震器阀杆、横梁、后桥壳管、传动轴、液压缸和千斤顶等的焊接。
(2氩弧焊用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。
(3焊条电弧焊用于厚板零部件如支架、备胎架、车架等。
(4埋弧焊用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等。
1.3 特种焊(1摩擦焊用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等。
(2电子束焊用于齿轮、后桥等。
(3激光焊割用于车身底板、齿轮、零件下料及修边等。
1.4 氧乙炔焊用于车身总成的补焊。
1.5 钎焊用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接。
2 电阻点(凸焊工艺及质量控制技术现状及发展趋势电阻焊工艺是一种高效的焊接方法,广泛应用于汽车制造中。
其应用场合主要有白车身、储气筒、油底壳、减震器等焊接总成等。
例如,在一辆Passat车身上有电阻焊焊点5892个。
目前,汽车制造厂商所采用的阻焊设备的次级输出主要以工频交流和直流两种,其额定功率一般在63KVA以上,最高的达400KVA或更高,电能消耗较大;阻焊控制器大部分为天津陆华科技开发公司生产的WDK或HW系列控制器和少量的KD7和KD9型控制器。
对KD7型控制器而言,其控制精度较差,WDK或HW系列控制器对电流的控制精度较高,约为±3%,同时具备了多脉冲焊接功能,基本能满足低碳钢或镀锌板的焊接。
在点焊过程中,影响焊点质量的因素有:焊接电流,焊接压力,电极的端面形状,穿过电极的铁磁性物质,分流等;特别在阻焊设备较多的焊接车间,同时工作的焊机相互感应,对电网产生影响,严重时就会影响控制器的触发,导致焊接质量的稳定性和一致性较差。
在汽车制造中焊接质量的优劣是制造商和用户共同关注的焦点,焊接质量主要依靠焊接设备来保证,对车身点焊而言,主要由控制器保证设定焊接参数在一定的波动范围内,从而获得稳定的焊点质量。
以恒流控制方式为的国产控制器基本能满足软钢和镀锌的焊接,但其控制精度还需进一步提高,对焊接电流的控制仍是开环控制,随工况的变化,焊点质量的一致性很难保证。
为获得可靠的焊接质量,焊接检验必不可少,在车身制造中,焊点检测方法采用非破坏性抽样检查,可能开焊的焊点未被检查出来,严重影响了产品质量。
如果能保证焊点的100%合格,每台车身可减少焊点数量约200点,即可节约成本约80元。
因此,点(凸焊质量的在线检测与控制技术对保证点(凸焊质量的可靠性和一致性非常重要,该项技术受到国内外学者的广泛关注和研究。
实时监控的方法很多,但能应用于实际生产的并不常见。
点焊质量控制技术的发展趋势:1 控制模式,已由单模式控制发展为多模式控制,动态电阻监控,动态电极位移监控都是实现这种多控制的综合模式,动态电阻差值与动态电阻变化速率相综合;最大位移与位移速度相综合。
2 控制方法,由一种监控方法发展为多种监控方法进行决策对点焊过程及质量的控制趋势。
3 调节参量,已由初始的单变量调节(焊接时间或焊接电流发展为多变量调节,在焊接过程中同时对焊接电流、焊接时间和焊接压力进行调节。
在控制决策上,已由常规的控制决策方式(由被控制参数的偏差值通过查表确定控制参数的调节量向人工智能(神经网络、模糊逻辑等决策方式发展。
点焊和逢焊电极的使用寿命直接影响着汽车制造成本和焊接质量,在镀层钢板的焊接中尤其严重。
点焊电极材料主要包括:铬锆铜、弥散强化铜、铍青铜等。
弥散强化铜合金材料,其常温和高温硬度、导电率均优于铬锆铜材料。
采用弥散强化铜电极其使用寿命是铬锆铜电极的2-4倍。
但其成本高于铬锆铜材料。
在国内汽车制造厂主要采用铬锆铜电极,有少部分合资公司采用弥散强化铜电极。
但主要依赖进口。
为了提高电极的使用寿命,国内外学者正在研究涂层电极的应用,据报道其使用寿命与常用的铬锆铜电极相比可提高5-6倍,并且成本也较低。
目前电阻焊机大量使用交流50Hz的单相交流电源,容量大、功率因数低。
发展三相低频电阻焊机、三相次级整流焊机(已在普通型点焊机、缝焊机、凸焊机中应用和IGBT逆变电阻焊机,可以解决电网不平衡和提高功率因数的问题。
同时还可进一步节约电能,利于实现参数的微机控制,可更好地适用于焊接铝合金、不锈钢及其他难焊金属的焊接。
另外还可进一步减轻设备重量。
由于国产的逆变点焊机的性能还不能满足使用要求,现在,国内的逆变点焊机主要依赖进口。
在卡车车身制造中,所采用的材料为08AL和镀锌板,采用常用的点焊机即可。
但在轿车车身制造中,随着铝镁合金的使用量不断增加,只有采用逆变点焊机才能获得较好的点焊质量。
3 汽车制造中弧焊技术现状和发展趋势3.1 汽车制造中弧焊技术现状在汽车制造中,大量采用弧焊工艺,主要以MIG/MAG焊为主,焊接电源主要采用晶匝管电源和逆变电源;并针对不同的焊接结构件,采用了大量的自动化程度高的焊接专用设备或机器人,由于制备工件坡口时存在误差和装配误差,导致坡口位置的重复精度较差,因此焊枪的行走轨迹容易偏离坡口位置,由此而造成焊缝缺陷,严重影响产品质量。
例如:储气筒本体的直焊缝和与端盖连接处的环焊缝;冲焊桥壳的直缝及环缝等;目前在此类零件的自动焊接专机上,均未采用焊缝跟踪技术,因此,在实际生产中,须人工监控焊枪的位置,并根据焊枪相对坡口的偏离位置而不断地调整其位置,其可控性差,容易出现产品质量问题,并且增加了工人的劳动强度;另外,在白车身的装焊中,由于车身总成的重复精度较差,车身焊装线上的弧焊机器人的焊枪通过示教编程后,在生产中很容易偏离焊接位置,从而产生焊接缺陷。
通过采用焊缝跟踪技术,减少焊接缺陷,提高焊缝质量和生产效率,降低成本。
目前,焊缝跟踪形式有:机械跟踪、电弧跟踪、CCD摄像,激光跟踪等方法。
机械跟踪方法较容易实现,精度相对较低;电弧跟踪,CCD摄像的精度相对较高,对执行元件的控制精度要求较高。
焊接机器人缺少对工件的自适应能力,效果比较好的是用激光视觉传感器系统,它能够自动识别焊缝位置,在空间中寻找和跟踪焊缝、寻找焊缝起、终点,实现焊枪跟随焊缝位置自适应控制。
但这种方法不太适合轿车底盘零件的焊接,因轿车底盘零件机器人系统的夹具允许机器人工作空间范围很小,很难实现附带激光跟踪头焊枪的焊接。
为此仅可使用的焊缝自动跟踪技术为电弧电压跟踪传感,该系统具有寻找焊缝起始点、终点以及弧长参考点,焊接过程中根据弧长的变化,用电弧传感器控制电压自适应控制。
这种方法也只能应用于角接接头形式,对于轿车底盘零件大量的薄板搭接焊缝,因无法寻找弧长参考点也无法应用。
3.2 汽车制造中高效弧焊技术的发展趋势脉冲GMAW(P-GMAW、双丝MIG/MAG焊(Twin-Wire,T andem-Wire等代表了当前在汽车制造中应用的高效、高速焊接新工艺。
这两种焊接方法与机器人相配合,能充分体现高效化焊接的特点,实现了机器人系统在空间可达性和焊接速度之间的协同和完美组合。
P-GMAW电弧过程具有好的稳定性,能有效地保证焊缝质量的一致性,改善了由于短路过渡焊接过程较低的热输入而造成的熔深不足。
P-GMAW的射流过渡方式适用于薄板材料的高速焊接、钢或铝合金的车身框架结构的全位置焊接。
在Audi A8全铝合金车身框架结构的管状型材和接合点的焊接中,均大量地采用了P-GMAW的工艺。
双丝MIG/MAG焊有两种基本形式:一种是双丝焊接工艺(Twin—Wire,两个焊丝都是采用同样的焊接参数:另一种是Tandem-Wire,采用两个独立的喷嘴和两个独立的电源,每个电弧有自己独立的焊接参数。
机器人的铝合金脉冲MIG焊及Tandem的焊的焊速分别为60~80cm/min、180~210cm/min。
由此看来,大力发展双丝焊接工艺并与焊接机器人配合可大大提高生产效率。
4 摩擦焊工艺在汽车制造中的应用在国内汽车制造中,摩擦焊工艺应用于汽车零件加工方面,其范围较窄,一般用于刀具和其它车用辅助工具的制造。
该焊接工艺为固态焊接,焊缝热影响区相对较窄,晶粒细小,焊缝质量较易控制,制造成本相对较低。
特别是在以焊代锻的结构上优势更为明显,例如:汽车半轴等轴类零件,其毛坯制造工艺为整体锻造结构,采用水平分模平锻,其设备投资较高,并且热锻模的维修费用较高;若采用摩擦焊工艺将整体锻造结构改为锻焊结构,可将水平分模平锻机改为热锻模压力机,减少设备投资和热锻模的维修费用,即可降低成本。
另外,还可以采用摩擦焊工艺代替CO2气体保护焊工艺焊接部分轴类零件,提高生产效率,降低制造成本。
例如:传动轴、万向转向节叉等。
目前,传动轴、万向转向节叉等零件的焊接工艺均为CO2气体保护焊,容易产生焊接缺陷,焊缝质量较难控制,并且还须消耗大量的CO2气体和焊丝等辅料,生产效率相对较低;若采用摩擦焊工艺,勿须填充任何辅助材料,并有利于作业环境的改善,减少污染。
在汽车零部件规模化生产中,摩擦焊技术占有较重要的地位。
据不完全统计,美国、德国、日本等工业发达国家的一些著名的汽车制造公司,已有百余种汽车零件采用了摩擦焊技术。
采用摩擦焊技术的汽车零部件大致有三类:⑴异种材料组合,如发动机双金属(空心排气阀,涡轮增压器等;⑵采用锻焊复合结构,如半轴、凸轮轴、转向节、叉等;⑶解决关键技术,如气囊充气器,连身齿轮组、传动齿轮组等。
因此,在国内推广应用摩擦焊技术势在必行。
5 激光焊接激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,零件的装配间隙很小,对零件和工装的精度要求较高,由于国内汽车零件的精度较低,重复精度较差,对激光焊工艺的推广应用带来了一定的难度。
目前在国内汽车制造中应用激光焊工艺的只有少数几个合资公司,如:上海大众,神龙公司,东风汽车有限公司等。
由于激光焊能量密度高,焊接深度/宽度比高,其焊接质量比传统焊接方法高。