汽车零部件焊接工艺研究_焊接工艺品图片

时间：2019-05-17 03:28:35　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】汽车零部件的品质是确保整车品质的前提，而焊接工艺无疑是确保汽车零部件品质的基础，必须重视汽车零部件的焊接工艺。本文对激光焊接工艺进行了介绍，并具体分析了汽车零部件的焊接工艺。
　　【关键词】汽车，零部件，焊接工艺
　　【 abstract 】 the quality of automobile parts is to ensure that the vehicle quality premise, and welding process is certainly ensure auto parts quality foundation, must pay attention to auto parts of the welding process. In this paper, the laser welding technology are introduced, and detailed analysis of auto parts of the welding process.
　　【 key words 】 car, spare parts, welding process
　　
　　
　　中图分类号： TG44 文献标识码：A 文章编号：
　　汽车工业制造水平的不断发展，对焊接工艺提出了更高的要求。汽车零部件的品质是确保整车品质的前提，而焊接工艺无疑是确保汽车零部件品质的基础。因此，必须重视汽车零部件的焊接工艺。
　　一、激光焊接工艺
　　由于汽车零部件的焊接加工精度要求较高，且焊接部位的外观要美观平整，同时还要确保焊缝变形要求最小。而激光焊接工艺，基本上不需要坡口和填充，热影响区较小，焊接速度快，焊接变形小，焊缝组织细化，一般激光焊缝的机械性能，都要远远高于母体材料。通过大量的生产实践证明，激光焊接工艺能够较好的满足上诉要求，其在汽车零部件制造中有着极其重要的作用。
　　1、在车身制造上的应用
　　汽车的车身是所有汽车零部件的载体，车身品质的好坏直接整车的品质。在车身的制造上，激光焊已经成为一种较为固定的半成品成型方法，世界一些较为知名的汽车生产厂家，都广泛采用了激光焊接工艺，如宝马、福特、通用、菲亚特、克莱斯勒、沃尔沃等。他们生产的车身均采用激光拼焊板冲压而成。激光拼焊是将2——3块经过精确裁剪、物理化学性能、表面状态、厚度等各不相同的板材拼焊到一起，然后再将这种半成品冲压成车身零件。经由激光拼焊工艺所获得的焊缝品质较好，焊缝转接也比较平稳，明显地改善了车身零部件的抗疲劳性和抗冲击性。在车身制造中采用激光焊接工艺，能够大幅度减少零配件和结构件的数量，从而有效地减小了车身的总质量，同时，还提高了车身的尺寸精度和抗腐蚀能力，使汽车整体结构的安全性、稳定性和可靠性都有所提高。
　　2、在零部件制造上的应用
　　据不完全统计，工业较为发达的国家，在汽车的生产制造过程中，将近有 60 % 以上的零部件，都是采用激光焊接工艺，如变速齿轮、散热器、传动轴、离合器、发动机排气管、底盘、半轴、增压器轮轴等，其已经逐渐成为汽车零部件制造的标准工艺。
　　在齿轮的焊接方面，激光焊接工艺根本上改变了传统的制造和设计理念，为齿轮箱体类零部件的加工，提供了更具经济性及更为紧凑的结构。如奔驰公司生产制造的家用车系列变速齿轮箱，就是采用的激光焊接工艺，与传统的加工技术相比，激光焊接工艺不仅减少了制造工序，使齿轮箱的结构更为紧凑，而且还节约了大量的原材料，同时还大幅度提高了生产效率。
　　3、复合激光焊的应用
　　激光焊接能够焊出窄而深的焊缝，而电弧焊则可以焊出宽的焊缝，通过复合激光焊接工艺，结合激光和电弧的优点，熔深由激光产生的等离子小孔决定，熔宽则由焊接电弧来决定。这样做，不仅能够对焊缝的几何形状产生积极的影响，而且还能够大幅度提高焊接的效率。如采用激光=氩弧复合焊时，就不需要在对被焊工件进行拼焊加工，氩弧焊的填丝有效地改善了焊缝的性能，从而使焊接速度得以提高，并且大大降低了焊接过程中的间隙敏感度，使焊接适应性有所提高，在此基础上也节约了大量的成本。
　　与单纯的激光焊接工艺相比，复合激光焊接工艺能够在很大程度上提高钣金件缝隙的连接能力，从而更加充分地利用激光高速焊接时电弧焊接的工艺稳定性。在敞篷轿车的车门上，复合激光焊接焊缝的长度可达到3.57 m，是单纯激光焊接焊缝长度的3倍。
　　复合激光焊接工艺，为汽车制造企业提供了一种全新的焊接技术，使各种材料和结构的焊接性能及可靠性，都得到了大幅度的提高。但是，由于复合激光焊接工艺在电源设备上的投资成本较高，如要普及，则还需要一定的过程。
　　此外，在进行激光和电弧复合加热焊接时，焊炬的设计特别重要，要尽量使两个热源的夹角最小化。一旦夹角过大，很容易造成焊缝过宽，甚至会出现焊不透等缺陷，从而使焊接品质受到影响。
　　二、汽车零部件的焊接工艺
　　焊接是汽车生产流水线上一项不可或缺的加工工序。汽车最主要的车架、车桥、车身、车厢、变速箱、发动机等几大零部件的加工，也都离不开焊接。目前，在汽车生产制造中使用的焊接工艺有很多种，如CO2气体保护焊、电阻焊、氩弧焊、电弧焊、激光焊等。在这些焊接工艺中， CO2 气体保护焊、电阻焊具有生产量大、焊接变形小、效率高、便于操作、自动化程度高、低能耗等特点，比较适合汽车车身薄板覆盖零部件以及车厢、车架和车桥等的焊接。
　　1、 CO2 气体保护焊
　　CO2 气体保护焊主要是以 CO2 为保护气体的一种焊接工艺，其优点是：
　　（1）焊接成本低，仅为焊条电弧焊成本的 50%左右；
　　（2）生产效率高，是焊条电弧焊的 2——4 倍；
　　（3）便于操作，由于是明弧焊接，所以对工件的厚度要求不限，并且还可以进行全方位焊接及向下焊接；
　　（4）焊缝具有较高的抗裂性，由于焊缝低氢且氮的含量较少，所以其抗裂性能较高；
　　（5）焊后变形相对较小，角变形仅为 0.5%，不平度仅有 0.3% 。
　　该焊接工艺主要用于汽车车身蒙皮、后桥、车架以及车箱等的焊接。
　　2、电阻焊
　　电阻焊是将被焊工件压紧在两电极之间，然后施加一定的电流，并利用电流流经工件接触面或邻近区域时所产生的电阻热效应，将工件加热至熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种焊接工艺。电阻焊的具体优点如下：
　　（1）焊接成本低，电阻焊无需使用焊条、焊丝等填充金属，并且也不需要氢、氧、乙炔等焊接材料，所以其总的焊接成本较低；
　　（2）操作简便，能够实现自动化和机械化，降低了劳动强度，改善了劳动条件；
　　（3）无噪声及有害气体；
　　（4）加热时间短，且热量集中，热影响区域小，变形与应力也很小；
　　（5）焊后无需校正和热处理。
　　3、激光焊
　　激光焊是以聚焦好的激光束作为能源轰击焊件，并通过这一过程所产生的热量进行焊接。其主要优点如下：
　　（1）热影响区间变化范围小，因热传导产生的变形也相对较低；
　　（2）无需使用电极，没有电极污染，并且该焊接工艺不属于接触式焊接，能够降低机具的变形和耗损；
　　（3）不受空间限制，可焊接小型或间隔较近的零部件；
　　（4）可焊接的材质种类范围广，并且可接合各种不同材质的材料，或不同物性的两种金属；
　　（5）不受磁场干扰；
　　（6）焊接品质好，生产效率高，易于实现自动化。
　　据有关数据表明：一台激光焊接机器人，能够代替 3——4 台电阻焊机器人，如果在加工一个车身上充分利用激光焊接，则可减少焊件准备、工装投资、车身密封以及材料消耗等费用约合 150 美元左右，并且还可将钢材利用率提高50%。
　　激光焊接技术的应用，加速了用车身冲压零件代替锻造零件的进程，有效地确保了焊点连接达到分子层面的结合，车身的整体强度以及碰撞的安全性，也有所提高，还使得车内噪音有效降低。
　　参考文献：
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　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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