汽车焊接技术运用现况与走向范文

随着改革开放进程的不断深入,人们的物质生活水平稳步提升,良好的生活环境使人们对便利的出行工具有了更深层次的追求,因此汽车需求量与总产量在我国实现了逐年的稳步提升。2010年我国汽车总产量已达1826万辆,蝉联全球第一。随着吉利汽车全面收购沃尔沃成功之战的打响,我国已跻身于世界第四大汽车生产与消费大国。由此不难看出,汽车工业的快速发展呈现出一片欣欣向荣的态势,同时也对汽车生产的各个工艺提出了更高的要求,其中焊接工艺由于显著体现了汽车的各项性能标准,因此其如何适应我国汽车市场格局的变化,如何创新的发展成为目前汽车工业生产面临的首要问题。

1焊接材料与焊接设备的科学应用

汽车行业中常用的焊接材料主要有焊条、焊丝、SnPb、CuZnMe等。各类电焊条主要用于手工电弧焊操作,具有灵活、使用便利等特性。药芯焊丝则主要用于气保护焊操作,具有焊接强度高、适应强钢焊接的特性。SnPb适用于钎焊、钎涂的应用对象,主要用于换热器焊接等。CuZnMe则用于钢构件钎焊,具有焊接成本低、焊接效果好等特点。焊接设备的科学应用是促进焊接工艺高水平发挥、焊接材料高效服务的保证,同时也是各个焊接工艺、材料及焊接对象有机统一的桥梁与纽带。因此实现焊接设备的高度统一与通用服务可以有效的减化各工艺环节的复杂衔接过程,便利生产的各项操作与管理。

2汽车工业焊接工艺的应用现状及点焊工艺的创新发展

2.1焊接工艺的应用现状

焊接工艺是汽车制造中较为关键的一项技术,其与汽车冲压、涂装及整体车辆的总成装配并称为汽车工业制造中的四大技术支柱。焊接工程涉足了生产工艺、机械制造、设备选用、材料管理、现场控制、计算机科学应用等众多学科,是一种跨越式发展、集成性能强的综合技术。汽车工业制造的全过程包括六大总成,分别是汽车框架、汽车车身、整体车厢、内部发动机、动力变速箱与车桥。而在这六大总成中,焊接技术的应用无处不在,包含了各类焊接工艺、丰富的焊接技术与焊接方法,因此可以说焊接工艺的科学应用在整车生产制造中担负着不可替代的重要作用。基于焊接工程中的压力焊、电弧焊、钎焊、切割焊等连接原理,我们可将焊接工程的工艺分为点焊、缝焊、凸焊、对焊、摩擦焊、手工电弧焊、氩弧焊、激光焊、火焰焊、高频焊、等离子焊等。

2.2点焊工艺的创新发展

2.2.1镁合金薄板点焊工艺

镁合金材料具有传热性能好、电导性能强劲的特点,其热传导系数比钢、铝等金属均大出许多,因此利用镁合金进行电阻点焊时应使用较大的焊接电流,当电流经过工件时其产生的电阻热会大量融化母材金属,并在较大的压力之下形成焊点连接。由上述点焊的过程我们不难看出,镁合金薄板点焊主要包括焊接电流、时间及压力电极等三大要素,而其工艺则主要包括一般点焊与垫片附件工艺点焊两类。一般点焊不再熬述,后者的点焊工艺主要是在镁合金与铜电极两者中间设置尺寸一定、材料特定的工艺垫片,该工艺具有焊点面积大、直径大,接头易贯穿工件始终的特点,同时由于焊点较大,也易产生面积较大的空洞,这是由对接头的拉剪力不平衡造成的,我们可以采用适当增大电流下降的时间来解决这一现象。

2.2.2SPCC钢与NdFeB永磁体的激光点焊

NdFeB稀土永磁材料是一种新型的复合材料,具有性能优越的磁能及环保性,因此在电子与汽车工业中得到了广泛的应用。同时由于其磁体本身具有较大的脆性,因此造成了其易碎、易破的脆弱一面。为了解决这一不良现状我们必须将其与一些刚性的材料进行保护连接,从而使点焊的工艺形成良好的焊接效果。SPCC钢与NdFeB永磁体的激光点焊过程主要采用UnitekMiyachiLW50A型脉冲Nd并采用YAG激光器作为激光点焊设备,可将最大脉冲能量设置为50J,并将最高峰值的功率控制在5千瓦,同时采用固定搭接的方式,首先将装夹固定,而后采用激光器发射激光照射实现连接的过程。照射结束后还应对焊接形成的接头进行必要的磨制与抛光,可利用浓度为百分之四的硝酸酒精进行多余部位的腐蚀处理,并利用高效的电镜扫描仪器进行对接外观的勘察,测量其接头的硬度变化是否合理。提出可行性的接头强度处理建议。

3激光焊接技术的全面发展

激光焊接技术主要通过强度较高的激光照射作用使汽车材料表面通过热能的吸收发生融化蒸发,并沿着规定的方向形成标准焊缝,从而达到焊接汽车制造部件的目的。激光焊接的主要方式包括脉冲焊接及连续激光焊接等。脉冲激光焊接主要用于质料较轻薄的材料焊接及定位单点式的固定连续焊接,而后者则适用于质料板材较厚的切割及焊接。在车身的制造工艺中主要采取后一种方式进行焊接,其基本形式主要包括初步照射、深层融化、形成体积熔池的传热式融化焊接及深穿入式的融化焊接。后者在照射较密集、功率较大的激光束之下形成吸入激光的气化反应,并产生较大的蒸汽压力,使金属逐步融化并在蒸汽压力作用之下形成深入凹坑并最终穿入另一个工件。在激光光速的进一步移动之下,在凹坑周围融化的金属会回流入凹坑中在凝固冷却的作用之下实现紧密的连接并最终达到良好的焊接效果。总之激光焊接技术具有非接触性焊接带来的无磨损特点,同时具有加工焊接的效率较高、残余应力较低、噪音较小、环境污染较低的充分优势,因此必将进一步得到全面的应用与创新的发展。

4焊接工艺的自动化发展

我国汽车工业的迅猛发展使自动化的管理理念在汽车生产的各项工艺中得到了全面的应用,例如以自动化控制技术为主的电源焊接、专机焊接及机器人焊接等。由此不难看出,提升焊接设备性能是与自动化控制技术的发展密不可分的。同时,高效的自动化控制又离不开计算机技术的科学扶植,可以说计算机系统的全面应用是自动化控制技术的发展,是数值模拟焊接、群控焊接的延伸。随着信息化时代的到来,网络技术、计算机技术在焊接生产中创新应用,并卓有成效。例如现场总线系统控制、基于网络的焊接自动化系统控制等。汽车制造业具有生产品种众多、生产柔性化、小型批量生产的特点,而焊接机器人的全面应用则正好能够满足这些现实特点,因此在新型汽车的生产线中,大力深化焊接机器人的应用投入是科学的必然趋势。同时焊缝跟踪技术的发展、远程编程技术在汽车工业生产中的创新应用也是今后焊接工艺自动化发展的明确目标。

5结语

汽车工业的迅猛发展给焊接技术工艺水平提出了更高的要求,在人们物质文化生活水平不断提高的今天,汽车工业如何根据焊接技术的应用现状作出迅速调整,充分体现焊接技术的重要作用与创新特点,最重要的就是焊接技术应突破传统观念,通过自主创新、深化研究、完善管理从而坚定的向着自动化、一体化、现代化的发展前景不断提升。