汽车车身的焊接工艺及其措施

汽车车身的焊接工艺及其措施

王伟强

长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心 河北 保定 071000

摘要：汽车的整体高质量的发展离不开车身焊接工艺水平的提升，前期焊接工艺设计的完整性对汽车生产后期的质量控制具有关键性影响。作为汽车生产中的重要组成部分，汽车车身的焊接刚性较强，设计要素复杂，从汽车的结构要求和使用性能对车身焊接进行基础设计是重点，根据实际情况掌握车身的拆分与组装，实现汽车车身的焊接工艺技术的优化有利于现代汽车制造整体水平的提升。本研究对汽车车身焊接的原因和焊接工艺要素进行分析，根据焊接工艺设计控制要点讨论主要的汽车车身焊接工艺，期望提出参考性意见。
关键词：汽车车身；焊接工艺；工艺设计与方法

1 前言
汽车工业的不断发展是建立在社会经济迅猛发展的基础上的，人们对于汽车工程的使用需求越来越大，以市场为主导的汽车行业发展特点和人们的物质需求对于汽车产品的质量提出更高的要求。汽车车身的配置具有相似性，但是具体的做工和设计具有差异性，更加系统的汽车车身焊接工艺逐渐应用在汽车工程中，以更加人性化、智能化和舒适度高为主要特点的汽车制造吸引着受众群体，在这一过程中，通过对车身的焊接工艺进行设计与控制是实现汽车工业走向高水平道路的关键环节。

2 汽车车身焊接工艺概况
汽车制造中必须高度重视焊接工艺，关乎到汽车整体性能的发挥，也是汽车在制造的过程中必须经历的环节之一。汽车车身的焊接是复杂的过程，由于车身壳体是经过百余种及数百种薄板冲压而成，需要将其通过焊接、铆接、机械联结及粘接等工艺方法，联合成一个有机的统一体，是艰巨而复杂的过程，期间针对车身的材料焊接需要选取技术含量高的技术。这样即可以节省材料又便于操作，特别是焊接技术的选取，其密封性较好，具有众多的优势性能，是现代汽车制造中运用最为广泛的方法。

3 汽车车身主要焊接工艺方法
        3.1电阻点焊
        针对汽车车身的焊接大概有4000个焊点，其均匀的布置在整个车身，因此针对这些焊点可以采取点焊的手法，当然点焊的质量要求也非常的高，其会直接影响到汽车相关使用技能。点焊的质量关乎到汽车性能的发挥，特别是安全性和可靠性是关键，影响汽车的使用寿命。此时必须对点焊引起高度的关注，如其工作的原理就是利用电流通过金属产生电阻，并通过电阻的热融化将金属达到两金属件间原子结合的目的。这一个过程需要不断地熟练操作及积极探索相关应对措施，才能将其达到较好的效果。焊件装配质量对电阻点焊也有着影响，装配的焊件极易产生一定的缺陷，很多间隙会造成焊接后的变形，标准焊接装配的间隙应该在0.6～0.8mm，制件尺寸装配间隙应该控制在0.1～0.2mm，才能保证焊接的质量。
        3.2缝焊
        缝焊是点焊技术的延伸，是许多重叠的焊点组成，其主要使用的是滚盘状电极，此种电极能够实现旋转。因此，在焊接时要加强相关电流，注重数值材料厚度和点距，注重材质的选定，才能更好地保障缝焊焊点间距。不同的材质有着不同的间距，如低碳钢的间距就是（2.8～3.2）t，如果是铝合金材质，其间距为（2.0～2.4）t，t为两焊件中较薄焊件的厚度，单位为mm。在缝焊的过程中要注意选取材料的材质，针对材质内容保障焊距，才能使得焊接达到一定的标准。
       3.3凸焊
凸焊主要是应用与焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，其是点焊的一种变型，例如针对板件的凸焊主要要注重其厚度，其最为适宜的厚度是0.5～4mm。通过对比凸焊和点焊，可以看出其不同的点在于焊件上，凸焊主要是在焊件上预先加工出凸点，或者通过焊件上原有的能使电流集中的倒角等作为焊接时的局部接触部位，确保该部位的准确性，才能使得该技术发挥到一定的工艺水平。
        3.4激光焊接
        目前，在汽车车身焊接技术中除了电阻焊和电弧焊，另一种较为先进的焊接技术就是激光焊接技术。激光焊是发展时间较晚的一种技术，但是其优势和特点却很明显，例如在工作过程中工作变形小、能量密度高、热影响区狭窄、焊接速度快、容易实现自动控制系统和没有后续加工困扰等。随着近几年的激光焊接技术的不断发展，其在金属材料加工领域的应用也越来越广泛，其发挥的作用也越来越显著。不仅在汽车车身焊接领域，在航空航天、国防工业、造船、海洋工程等均有应用，甚至在核电设备领域也有涉及。激光焊接技术在汽车制造业上应用最为广泛，其中包括多种焊接技术，例如激光拼焊板、激光钎焊和激光熔焊。

4 汽车车身焊接后质量检验措施

4. 1 焊点强度质量检测

焊后的检验主要分为破坏性检验和非破坏性检验，破坏性的检验对车身的影响较大，对焊点的要求较高，需要对检测的焊点进行严密的侦察，需要检测焊点状况，并对焊点进行破坏检测的方式的积极探索，选取适合的检测方法，才能减少对焊点的影响。非破坏性检测能够发现焊接的缺陷，如如虚焊、弱焊等，该种模式的检测需要在生产的过程中每间隔一定时间，再安排余下的检测试验，及时发现焊接质量的不合格，并采取控制措施，也可以及时发现的问题，对前序产品进行问题追溯。因此使得焊接技术达到一定的质量标准。

4. 2 焊点需要保证外观质量

焊点要在外观上保证美观性，一般焊点的外观主要的缺陷有：焊点扭曲、焊点压痕过深、 烧穿、未焊透等。因此，针对该种情况，需要针对焊点在车身处的区域确定一定的标准，注重焊点外观质量等级，例如一般车身焊点外观等级分为 3 级，每一个级别需要限定允许存在的焊点外观缺陷的数量，不同的有着不同的差别，质量监控及焊接的过程中，要求焊接人员要时刻关注此方面，注重对产品质量的改进和整改，积极地降低NQST的值，才能提升车身焊点综合质量。

5 汽车车身焊接技术发展趋向

5. 1 车身新材料焊接

由于汽车工艺的发展，对于汽车使用材料的要求也越来越高，汽车的材料使用上追求绿色节约和环保理念，逐步从从前的汽车车身单一钢结构的使用，向目前的高强度优质钢结构演变，并且逐步达到使用轻质合金和复合材料结构的目标。对于高强度钢，由于其的高强性能也导致塑性温度区间变得狭小，因而想要获得一般钢的塑性变形就需要更大的电极压力， 但也在同时缩小了焊接工艺适用范围。所以，最新的应对高强钢的焊接技术有脉冲点焊、中频点焊等焊接技术，这样可以通过增加焊接过程中的电极压力， 从而很好的控制焊接力度，达到良好的焊点效果。

5. 2 新型电阻焊技术

新型电阻焊技术是对传统电阻焊技术的改造和升级，克服原有的电阻焊技术的劣势和缺点，充分发扬电阻焊技术的长处和优点。

5. 3 新型激光焊接技术

激光焊接技术的优点前文已经提过，包括焊接速度很快、焊缝深度较深但是区域狭窄、 热影响区小等。在使用激光焊接技术的过程中，不需要添加其他填充金属和焊剂，而且一

个关键优点就是可以实现异种材料的焊接。

6 结束语
　　总的来说，随着科学技术的不断进步，使得全球经济一体化步伐也进一步加快，而市场竞争压力的进一步增大，导致汽车产品的研发速度不断加快，在汽车车身焊接技术要求方面也越来越高。基于此，汽车制造业需要对汽车车身焊接技术的研究力度不断加大，注重车身焊接的每一个细节，以便高精度焊接目标的实现，促进汽车制造业的长久发展。

 参考文献：
        [1]容芷君，陈少云，陈奎生，张振炎.车身产品设计中的多层次尺寸链构建[J].家算计辅助设计与图形学学报，2018（11）：65
        [2]李文忠，高保雷，邵丹.当今汽车车身的焊接工艺设计[J].汽车工艺与材料，2016（2）：17-20