汽车制造中焊接新技术的应用与总体发展趋势
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
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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。
焊接机器人应用现状与发展趋势的研究

焊接机器人应用现状与发展趋势的研究焊接机器人是一种具有自主化功能的机械手臂,能够根据程序自动进行焊接作业。
它可以替代人工进行焊接工作,提高生产效率,减少生产成本,降低人工误差。
随着制造业自动化水平的不断提高,焊接机器人在各个行业中得到广泛的应用。
本文将对焊接机器人的应用现状与发展趋势进行研究,探讨其在未来的发展方向。
一、焊接机器人的应用现状1. 在汽车制造业中的应用汽车制造业是焊接机器人应用的主要领域之一,因为汽车的制造过程中需要大量的焊接作业。
焊接机器人可以取代工人完成焊接工作,提高工作效率,保证焊接质量。
目前,汽车制造业中的焊接机器人主要应用于车身焊接、底盘焊接和点焊等环节。
2. 在电子制造业中的应用电子制造业对焊接工艺要求较高,需要进行精细的焊接操作。
焊接机器人在电子制造业中得到广泛的应用。
它可以完成PCB板的焊接、导线的焊接等工作,提高工作效率,减少操作误差。
4. 在其他行业中的应用除了上述行业,焊接机器人还在冶金、建筑、管道、家电等行业中得到广泛的应用。
它可以完成各种材料的焊接工作,包括金属、塑料、陶瓷等材料,为各个行业提供高效的焊接解决方案。
二、焊接机器人的发展趋势1. 智能化随着人工智能技术的不断发展,焊接机器人将会越来越智能化。
它可以通过人工智能算法学习和优化焊接路径,实现自动调整焊接参数,提高焊接质量和效率。
智能化的焊接机器人还可以实现自主化的生产调配和协同工作,提高生产线的整体效率。
2. 精准化未来的焊接机器人将会具备更高精度和稳定性。
它可以通过高精度的感应器和控制系统,实现对焊接过程的精准控制,包括焊接速度、温度、压力等参数。
这将有助于提高焊接质量,减少焊接变形和裂纹,扩大焊接适用范围。
3. 柔性化未来的焊接机器人将会更加灵活多变,可以适应多样化的焊接需求。
它可以通过柔性的机械手臂、多轴联动和灵活的控制系统,实现多种焊接姿态和焊接路径,适应各种复杂的焊接场景。
这将为焊接工艺的优化和改进提供更多可能性。
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。
汽车车身焊接的新技术和发展趋势

汽车车身焊接的新技术和发展趋势汽车工业正朝着环保低碳、节省能源、安全性、舒适性和车身轻量化方向发展,焊接技术是汽车制造业中的重要环节,随着许多焊接技术可靠性、经济性和耐久性的提高,带有智能化、数字化、逆变技术的焊机将更广泛地应用到生产中。
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、恒热控制电阻点焊技术、磁脉冲焊接技术、汽车薄板MAG焊技术、压铆连接技术和胶接技术将在汽车车身制造中得到更广泛的应用,能够适应多种车型、经济性好的混流柔性焊装线技术将越来越受到青睐。
1汽车车身焊接的新技术1.1 激光拼焊板技术拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板,再冲压设备落料、拉延、冲孔、整形而形成冲压件,从而达到不同承载不同板厚的设计要求。
拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务,尤其在车身零部件生产、制造和设计方面,采用激光拼焊板可以给汽车制造业带来巨大的经济效益。
如车身装配中的大量点焊,焊钳在工件边缘上进行焊接,搭接宽度需要16mm,而激光拼焊板无需搭接,点焊改为激光拼焊技术可以节省钢材。
1.2 激光- MIG 复合焊技术激光焊与电弧焊是两种不同的焊接工艺,激光焊是通过光纤将能量传输到工件上,而电弧焊则是通过弧柱传输能量。
激光焊的热影响区非常窄,焊缝的深宽比很高,具有较高的焊接速度。
但由于焦点直径很小,所以焊缝“搭桥”能力很差。
激光复合焊技术是将这两种焊接技术有机结合起来,激光束和电弧同时作用于焊接区,互相影响和支持,从而获得优良的综合性能,在改善焊接质量和生产工艺性的同时,也提高了效率成本比,为铝车身的焊接提供一种全新的焊接工艺。
激光热丝钎焊可以减少车身焊点数目、优化材料用量、降低零件重量、提高尺寸精度,既降低了板材使用量也提高了车体的刚度,同时降低车身重量,符合汽车轻量化的发展趋势,但是激光焊接系统的高昂价格制约了它的应用。
1.3 机器人应用技术机器人按照在焊装车间的用途可以分为:点焊机器人、弧焊机器人、涂胶机器人、螺柱焊机器人、装配及持件机器人和激光焊接机器人。
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汽车制造中焊接新技术的应用与总体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%,其他焊接方法只占25%。
随着汽车工业的发展,汽车车身焊装生产线也在逐渐向全自动化方向发展,为了赶上国际水平,在提高产量的同时,要求努力提高汽车制造质量。
众所周知,实现自动化的前提是零部件的制造精度要很高,希望焊接变形最小,焊接部位外观要清爽,故要求焊接技术越来越高。
我国面临加入WTO的机遇和挑战,焊接方面新技术的推广应用对汽车工业的品牌提升有着极其重要的作用。
一、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.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。
2.电弧焊(1)CO2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。
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。
4.氧乙炔焊用于车身总成的补焊。
5.钎焊用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接。
二、汽车工业中焊接新技术的应用现今,汽车工业中的先进焊接技术很多,这里只列举出与车身焊接相关的焊接新技术。
1.电阻焊的节能及控制技术(1)联体悬挂式点焊机汽车工业中应用最多的是悬挂式点焊机,一个车间往往是几十或上百台,其容量大多在100kVA以上,在汽车薄板的焊接中得到了广泛的应用。
(2)电阻焊机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、三相次级整流接触焊机(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(可达09以上)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。
(3)电阻焊的控制西南交通大学针对一工厂铝合金车圈对焊研制成车圈焊接PLC(可编程控制器)智能控制器,对原机进行了改造,解决了铝合金车圈的焊接质量问题,提高了焊接生产率。
后又同一工厂研制了PLC缝焊控制器,解决了对一般清理要求制件的缝焊问题。
通过这两项控制器的研制,证明了PLC 比单片微机控制器抗干扰能力强,可靠性高;比工控机控制器体积小、成本低,使用通用的单相工频交流电阻焊机完成了高难度的对焊及缝焊工作。
2.气体保护焊接技术(1)表面张力过渡的波形控制法方法的关键是用2个电流脉冲完成1个熔滴过渡,第1个电流脉冲形成熔滴并使之长大,直至熔滴与工件短路;第2个电流脉冲是1个短时窄脉冲并不断检测其di/dt,同时控制电流脉冲值,以产生适当的电磁收缩力,使熔滴颈部收缩变细,最后靠熔池表面张力拉断,完成1个熔滴过渡而不产生飞溅。
(2)逆变电源波形控制利用逆变电源良好的动特性和灵活的可控性,采用波形控制,在短路阶段初期抑制电流上升,以减少电磁力在刚形成小桥时熔滴过渡的阻碍和爆断,减少大颗粒飞溅,并利于熔滴在熔池摊开;当熔滴在熔池摊开后,使电流迅速上升,以加速形成缩颈,以后再慢速上升到一较低峰值,使小桥爆断时飞溅减少。
(3)氩弧焊新技术氩弧焊有非熔化极(TIG)和熔化极(MIG)两种,均用于汽车工业有色金属和高合金钢焊接中。
为了改善CO2气体保护焊的成形和减少飞溅,采用加入80%或20%Ar的混合气体保护焊。
3.高能束热源焊接及加工技术高能束热源是指能量密度已大于5×108W/m2的热源(电子束、离子束和激光),在汽车工业中均有应用,目前国外发展的新技术有:(1)激光和电弧复合加热焊接激光焊接可焊出窄而深的焊缝,电弧焊接可焊出宽而浅的焊缝;前者投资大,后者成本低,两者特性组合,会大大提高焊接效率。
激光和电弧复合加热焊接的焊炬设计特别重要,两热源的夹角要尽可能小,焊炬也设计成激光+双电弧电源。
该方法已在4~8mm厚的钢结构中使用,正拟用于更薄的汽车部件生产和铝合金焊接中。
激光除了在焊接及精密切割中应用外,还在摩擦面形成储油细花纹或重熔复合层,以提高耐磨性方面应用。
(2)等离子体的应用氩气保护的等离子焊接切割早已在各行业应用,主要用于合金钢和有色金属加工。
目前空气等离子切割已普遍应用于一般钢铁和有色金属的切割,国内铁路客车厂引进了水下等离子切割,以减少变形和提高精度。
发动机气阀体早已采用填充圈等离子焊接。
近十几年来粉末等离子堆焊有很大发展,可进行小熔合比的薄层料精细堆焊,能堆焊各种特种合金表面。
三、汽车工业中焊接新材料的发展趋势随着轿车发展的日趋紧凑小型化、轻量化、新材料的应用使轿车材料构成发生了明显改变,未来轿车车身材料仍以钢板为主,为使钢板厚度减薄,将广泛采用高强度钢板。
同时为了提高车身的防腐蚀性能,世界上不少汽车厂家在轿车生产中大量应用了镀锌钢板。
另外,还使用铝合金、塑料及陶瓷等材料。
据有关专家预测,到本世纪末并不会在大批量轿车生产中出现全铝车身或全塑车身。
1.镀锌钢板在美国焊接学会分会的会议上讨论汽车工业中应用的金属板焊接问题时,有关专家指出,焊接镀锌钢板最有前途的方法是激光焊接。
但是由于该过程现在自动化程度还不够,必须完善汽车工业中广泛应用的接触点焊方法。
这种方法的主要缺点是在焊件与电极接触中锌的大量过渡而使电极烧损较快。
故建议使用Al2O3弥散微粒强化的Cu-Zn和Cu-Cr合金制造的电极,可在最小电抗下焊接,以保证获得最小的焊接接头尺寸。
2.高强度钢板为了实现汽车的轻量化,提高汽车安全性能,高强度钢板在汽车中的应用正在逐年增加,现今出现了新一代的高强度钢板材料——超细晶粒钢。
该钢种主要指在经济指标进一步提高的基础上,钢铁材料的强度、韧性比现有的钢材提高一倍。
新一代超细晶粒钢在组织结构上具有超细晶粒、高洁净度、高均匀度的特性。
当前用于研究的新一代超细晶粒钢主要有400MPa级和800MPa级两种。
在对新一代钢铁的研究上,我国与国际水平并没有什么差距,几乎是同时起步,同日、韩两国共处世界的领先地位。
但是由于出现的时间较短,所以参与研究的单位也并不很多,主要是以钢铁研究总院和清华大学机械系为主。
在对超细晶粒钢的焊接技术进行一定的研究后,取得了一些先进成果。
3.铝合金铝合金具有重量轻、强度高及抗腐蚀等优点,是优良的建筑材料,汽车工业中也逐渐在使用铝合金材料的零部件。
铝合金焊接有五个主要的特点:(1)铝合金表面有一层致密的氧化薄膜(熔点约2050℃),焊接时如未能将其清除,将会影响基本金属的熔化质量,形成夹杂等质量问题。
(2)热导率大(约为钢的4倍),导电性好,焊接时若要达到与钢相同的焊速,则焊接热输入要比焊钢时大2~4倍。
(3)线膨胀系数大,焊件有产生较大的热应力、变形及裂纹的倾向。
(4)易出现气孔。
(5)铝合金焊接接头的强度降低。
铝合金焊接的这些特点,正是我们在研制焊接设备和焊接工艺时应认真对待的问题,只有这样才能开发出适合铝合金焊接的设备、材料和焊接工艺。
四、汽车工业焊接的总体发展趋势1发展自动化柔性生产系统纵观整个汽车工业的焊接现状,不难分析出汽车工业的焊接发展趋势为:发展自动化柔性生产系统。
而工业机器人,因集自动化生产和灵活性生产特点于一身,故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。
在焊接方面,主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。
焊接生产线要高度自动化,广泛采用6自由度的机器人,且机器人具有焊钳储存库,可根据焊装部位的不同要求或焊装产品的变更,自动从储存库抓换所需焊钳。
传输装置则已发展为采用无人驾驶的更具柔性化的感应导向小车。
2发展轻便组合式智能自动焊机国内汽车焊接水平与国外相比差距很大。
近年来,国内的汽车制造厂都非常重视焊接的自动化。
如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上。
各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制,自动完成工件的传送和焊接。
焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人61台进行,机器人驱动由微机控制,数字和文字显示,磁带记录仪输入和输出程序。
机器人的动作采用点到点的序步轨迹,具有很高的焊接自动化水平,既改善了工作条件,提高了产品质量和生产率,又降低材料消耗。
类似的高水平的生产线,在上海、武汉等地都有合资及引进,包括了德国、美国、法国和日本的先进汽车制造技术。
但这些毕竟还远不能适应我国民族汽车工业迅速发展的需要,我们必须坚持技术创新,大力加速发展高效节能的焊接新材料、新工艺和新设备,发展应用机器人技术,发展轻便灵巧的智能设备,建立高效经济的焊接自动化系统,必须用计算机及信息技术改造传统产业,提高档次。
相信,在不久的将来,通过我们的共同努力,国内汽车行业的焊接技术会逐步缩短与国外先进焊装技术水平的差距,迎接WTO带给汽车工业的机遇和挑战。