焊接是現代機械制造業中一種必要的工藝方法,在汽車制造中得到廣泛的應用。汽車的發動機、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術的應用。在汽車零部件的制造中,點焊、凸焊、縫焊、滾凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中,由于點焊、氣體保護焊、釬焊具有生產量大,自動化程度高,高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點,所以對汽車車身薄板覆蓋零部件特別適合,因此,在汽車生產中應用最多。在投資費用中點焊約占75%,其他焊接方法只占25%。
隨著汽車工業的發展,汽車車身焊裝生產線也在逐漸向全自動化方向發展,為了趕上國際水平,在提高產量的同時,要求努力提高汽車制造質量。眾所周知,實現自動化的前提是零部件的制造精度要很高,希望焊接變形最小,焊接部位外觀要清爽,故要求焊接技術越來越高。我國面臨加入WTO的機遇和挑戰,焊接方面新技術的推廣應用對汽車工業的品牌提升有著極其重要的作用。
一、汽車工業所用的焊接方法及零部件的應用情況
汽車制造業是焊接應用面最廣的行業之一,所用的焊接方法也種類繁多,其應用情況如下:
1.電阻焊
(1)點焊主要用于車身總成、地板、車門、側圍、后圍、前橋和小零部件等。(2)多點焊用于車身底板、載貨車車廂、車門、發動機蓋和行李箱蓋等。(3)凸焊及滾凸焊用于車身零部件、減震器閥桿、制動蹄、螺釘、螺帽和小支架等。(4)縫焊用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機油盤等。(5)對焊用于鋼圈、排進氣閥桿、刀具等。
2.電弧焊
(1)CO2保護焊用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動軸、液壓缸和千斤頂等的焊接。(2)氬弧焊用于機油盤、鋁合金零部件的焊接和補焊。(3)焊條電弧焊用于厚板零部件如支架、備胎架、車架等。(4)埋弧焊用于半橋套管、法蘭、天然氣汽車的壓力容器等。
3.特種焊
(1)摩擦焊用于汽車閥桿、后橋、半軸、轉向桿和隨車工具等。(2)電子束焊用于齒輪、后橋等。(3)激光焊割用于車身底板、齒輪、零件下料及修邊等。
4.氧乙炔焊
用于車身總成的補焊。
5.釬焊
用于散熱器、銅和鋼件、硬質合金的焊接。
二、汽車工業中焊接新技術的應用
現今,汽車工業中的先進焊接技術很多,這里只列舉出與車身焊接相關的焊接新技術。
1.電阻焊的節能及控制技術
(1)聯體懸掛式點焊機汽車工業中應用最多的是懸掛式點焊機,一個車間往往是幾十或上百臺,其容量大多在100kVA以上,在汽車薄板的焊接中得到了廣泛的應用。
(2)電阻焊機目前電阻焊機大量使用交流50Hz的單相交流電源,容量大、功率因數低。發展三相低頻電阻焊機、三相次級整流接觸焊機(已在普通型點焊機、縫焊機、凸焊機中應用)和IGBT逆變電阻焊機,可以解決電網不平衡和提高功率因數(可達0?9以上)的問題。同時還可進一步節約電能,利于實現參數的微機控制,可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接。另外還可進一步減輕設備重量。
(3)電阻焊的控制西南交通大學針對一工廠鋁合金車圈對焊研制成車圈焊接PLC(可編程控制器)智能控制器,對原機進行了改造,解決了鋁合金車圈的焊接質量問題,提高了焊接生產率。后又同一工廠研制了PLC縫焊控制器,解決了對一般清理要求制件的縫焊問題。通過這兩項控制器的研制,證明了PLC比單片微機控制器抗干擾能力強,可靠性高;比工控機控制器體積小、成本低,使用通用的單相工頻交流電阻焊機完成了高難度的對焊及縫焊工作。
2.氣體保護焊接技術
(1)表面張力過渡的波形控制法方法的關鍵是用2個電流脈沖完成1個熔滴過渡,第1個電流脈沖形成熔滴并使之長大,直至熔滴與工件短路;第2個電流脈沖是1個短時窄脈沖并不斷檢測其di/dt,同時控制電流脈沖值,以產生適當的電磁收縮力,使熔滴頸部收縮變細,最后靠熔池表面張力拉斷,完成1個熔滴過渡而不產生飛濺。 |