试论汽车车身的焊接新技术及应用

1 新型的电阻焊技术

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。例如成焊宝玛曾给神龙提供了次级整流方式和以中频电源为主的专用凸焊专机,这种专机的容量从以前的200kVA降低为40kVA,大大提高了焊接的质量。

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。上海和烟台则通用景程生产线进行侧围焊接,由于长期以来焊接的质量不过关,因此采用中频电焊技术在A柱部位进行焊接。而其他的一些汽车公司相继采用中频点焊技术也取得了比较不错的成效。

为了能够在车身焊接这一生产线上提高机器人的点焊质量、降低机器人抓举过程中的承载的负荷,因此广泛的使用了机器人中频点焊工艺。

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。例如在上海大众POLO车的焊接生产线上,
一体式点焊钳已经得到了全部的应用。但是由于使用一体式点焊钳的成本很高,还有很多汽车制造公司没有完全采用,只有在一些分体式焊钳无法操作的情况下才使用。

2 激光焊接技术

2 .1 激光焊接的几个种类

(1)激光熔焊:在进行汽车车身的制造过程中,通常采用的是对接焊技术和搭接焊技术,在车身零件没有进行冲压成型时,对于不同厚度和材质的钢板进行拼接用的就是对接焊技术,而搭接焊技术则是用于进行车身装焊时的部件焊接,例如车门等的内板焊接。汽车底盘的零部件则使用其他的接头形式。

(2)激光钎焊:这种焊接的主

要特点是在生成光滑表面的同时避免锌镀层的溶化,减少了腐蚀之后进行的一系列处理工序。正因为这一特点,激光钎焊在进行一些表面可见的接合时是非常有效的,例如车身的顶盖和侧围之间的焊接,车门与后行李箱盖之间的焊接等。

(3)双光束或

者多光束激光焊接:这种焊接方式的提出起初是能够保证获得更大的溶深,焊接的过程更加稳定以及更好的进行焊缝成形,焊接过程主要是将两台或者两台以上激光器同时输出的激光光束集中的同一个位置上,加大激光的总能量。这种技术主要是用在中厚度的零部件焊接上。

2.2 激光焊接技术在汽车工业中的具体应用

(1)对汽车底盘的一些零部件进行激光焊接:我们都知道汽车的底盘是由数百种以上的零部件构成的,在进行不同厚度、种类以及等级的材料焊接时,可以利用激光焊接技术来将各种零件进行成形制作,以前无法完成的零部件的焊接通过激光焊接技术已经能够得到很好的完成,对于汽车的灵活性也有一定程度的提高。

(2)对车身

冲压件的拼焊:通过钢板激光拼焊技术能够把车身所需要的各种厚度和材质的钢板进行拼焊制作成各种零部件,再经过剪切、下料以及激光拼焊后,最后进行冲压成形,例如门槛、车门等的拼焊,利用这种方式能够将车身结构制作更加合理,有效的减轻车身重量。

(3)应用于车身装焊这一生产线上的激光焊接技术:激光焊接技术是由计算机操控的,因此具备不错的灵活力以及机动性,对于焊接车身内板构件过程中起到很好的作用,例如门板、仪表板等零部件的焊接。

3 等离子焊接技术

这种技术主要是在焊接过程中生成强有力的等离子束对材料进行充分的溶化,随着等离子弧度的迁移,焊孔会逐渐闭合,将焊接对象的形变概率降低到最小程度,达到用肉眼无法辨别的程度。这种技术已经在其他领域得到过广泛的应用了。

4 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小轿车。

5 结语

总之,在汽车工业生产的过程中,焊接已经成为了一项非常重要的流程,也是一个非常重要的加工手段,广泛的应用于汽车的制造。而且对于新型的焊接技术进行更大的应用,会在节能、稳定等方面创造很大的效益,将会大大提高汽车车身的制造水平和质量。