关于焊接工艺在汽车制造中的应用和质量控制

关于焊接工艺在汽车制造中的应用和质量控制

张立杰夏宇宾

海斯坦普汽车组件(天津)有限公司 天津市 301700

摘要：随着科学技术的进步，汽车制造行业也得到了长足的发展，特别是焊接技术的广泛应用，对汽车行业的现代化发展产生了巨大的推动作用，本文主要围绕这一内容展开了分析和探讨，以期能够进一步提升焊接技术的应用效果。

关键词：焊接技术；汽车制造；应用

1、点焊工艺在汽车制造中的应用

1.1镁合金薄板点焊工艺

我们知道镁合金材料本身具有良好的导电性和导热性，对镁合金进行应用，完成电阻点焊时，通常需要使用较高的焊接电流，在电流从工件当中经过时形成电阻热会使母材金属大量熔化，并在相应的压力作用下完成焊点连接。因此，对于镁合金薄板的点焊通常会受到焊接电流、压力电极以及时间等因素的影响。而在工艺方面，主要涉及到两类工艺，一类是一般点焊，另一类是垫片附件工艺点焊。其中后者具有较大的焊点面积，且更容易使接头贯穿工件始终。但也正是由于具有较大的焊点，所以容易出现较大的空洞问题，这种问题主要是由于对接头出现拉剪力失衡导致的，在实践当中可以通过延长电流下降时间予以改善。

1.2 SPCC钢和NdFeB永磁体激光点焊

作为一种全新的复合型材料，NdFeB稀土永磁材料具有良好的磁能，且更为绿色环保，也正因如此，其在汽车工业当中的应用十分广泛，但由于磁体的脆性相对较大，所以这种材料也具有易碎性，为了改善这种问题，需要采用刚性材料对其进行保护连接，以此来提升其工艺效果。而在对该项工艺进行具体应用的过程中，可以使用的最大脉冲能力为50J，将功率最高峰值设置为5kW，并对固定搭接方法进行应用，需要在装夹固定以后，通过激光器进行激光的发射，以此来完成焊接操作，而在焊接操作结束以后，还需要对焊接接头进行打磨和抛光处理，而对于多余部分则可以使用4%的硝酸酒精进行腐蚀处理，处理后要借助电镜扫描仪对连接处进行检查，明确接头部分的硬度变化情况。

2、车身焊接新技术

2.1脉冲GMAW技术

该项技术是在近些年兴起的，属于一种新型高效的焊接工艺，能够与机器人进行有效的配合，实现了高效焊接与机器人空间可达性的结合应用。这种焊接技术在电弧过程方面非常的稳定，能够有效提升焊缝的质量，使其保持一致性，可以避免在焊接过程中出现热输入过低影响熔深的情况。与此同时，该项焊接技术的射流过渡方式在铝合金或者是钢质车身框架焊接、薄板材料快速焊接方面具有良好的适用性。目前，其在国外汽车制造领域被广泛地应用。

2.2等离子弧焊技术

在汽车制造过程中，对激光焊接工艺进行应用，往往需要投入较高的成本，而且对于相关技术的要求也相对较高，因此，激光焊接在国内还没有实现全面的覆盖和应用，而为了更好的满足我国的汽车制造需求，等离子弧焊接技术应运而生，该项技术具有较高的弧柱温度和较大的能量密度，能够对焊件实现集中加热，而且具有较强的熔透能力，在熔深相同的情况下，该项技术的焊接效率要高于TIG焊，能够使焊接生产效率得到显著的提升。

2.3机器人应用技术

根据焊装车间的实际需求，设置的机器人包括以下几种，即：激光焊接机器人、点焊机器人、弧焊机器人、装配机器人、持件机器人、涂胶机器人以及螺柱焊机器人等等。其中，点焊机器人主要是借助机器人对各种点焊焊钳进行操作，满足点焊焊接需要。通过机器人能够对大型焊钳进行使用，并完成底板等零件的点焊工作。应用该项技术，不仅能够获得较高的点焊质量，而且焊接效率也非常的高，能够有效提升焊接操作的质量；而弧焊机器人同样是利用机器人操作的方式进行工作，只不过操作的是弧焊焊具，能够完成立焊以及仰焊等焊接工作，且操作十分方便。在具体应用过程中，其可以利用各传感器进行焊缝的跟踪，使弧长得到有效的控制。但在对该项技术进行具体应用的过程中，对于零件匹配性具有较高的要求，如果零件间隙不够平整或者是不够均匀，就容易产生缺陷问题，影响焊接质量；涂胶机器人可以对涂胶枪进行控制，能够在四门两盖以及车顶天窗等位置涂敷密封胶、点焊胶以及减震胶等，在这种情况下，不仅能够准确的控制胶流量，还能在一些较为复杂的空间环境或者是位置上进行操作，可以将工作保质保量的完成；螺柱焊机器人能够对螺柱焊枪进行操作，并将螺柱焊接有效完成，其不仅可以保证焊接的精度和质量，还不需要使用导套夹具进行螺柱焊的定位。装配机器人以及持件机器人能够准确地抓取工件，并在车身上进行装配；激光机器人能够通过相关器械完成激光焊接操作，但在具体操作的过程中需要机器人具有较高的重复精度。虽然机器人应用技术具有诸多优势，但由于其成本投入要远高于人力成本，因此，该项技术在我国的应用范围还非常有限，在我国的应用则大多是在人工操作无法保证质量的岗位。

2.4激光-MIG复合焊技术

电弧焊和激光焊的焊接工艺存在很大的差异，其中激光焊能够利用光线向工件进行能量的传输，而电弧焊则是以弧柱进行能量传输的。相比于电弧焊，激光焊具有较为狭窄的热影响区，且焊缝具有较高的深宽比，焊接效率也非常可观，而缺点在于焦点直径较小，因此，其焊缝搭桥能力较弱。而电弧焊具有较低的能量密度和较大的加热面积，但焊接效率相对较低。这种激光复合焊主要是对两种焊接技术进行了结合应用，实现了两项技术优点的叠加，能够使电弧和激光束同时在焊接区工作，有效提升焊接的质量。该项技术的应用不仅实现了汽车生产工艺及焊接质量的优化，同时也大大提升了焊接操作的效率。

3、汽车焊接中的质量控制及质量管理的对策

3.1提高汽车焊接所用零件的质量管理

零件是汽车焊接过程中不可缺少的元素，而在上面的分析中看到了零件存在的问题，这些问题直接导致了汽车焊接的质量，从而影响汽车的使用，因此为了更好的解决上面零件的问题，要提高汽车焊接所用零件的质量管理，在管理中首先要对零件的采购质量进行管理，保证进场零件的质量，接着需要对零件的保存进行管理，更好的保证零件使用价值，从而提高汽车焊接的质量。

3.2提高技术人员的专业素养

汽车焊接的技术人员是进行焊接的关键人物，也是保障焊接工作正常有序进行的关键，因此为了更好的保证汽车焊接的质量控制和质量管理，需要提高焊接技术人员的专业素养，提高技术人员的专业素养可以通过定期的培训、进行考核等方法，当技术人员的专业素养得到提升，可以有效避免以上技术问题的出现，使得焊接工作的质量得以保证，从而促进焊接工作的进行，保证汽车的整体质量。

3.3建立完善的焊接质量控制、管理制度

在汽车制造过程中进行焊接工作之前，需要对焊接的材料、设备进行严格的检查，为更好的保证检查工作的高效实施需要建立完善的管理制度，根据制度的相关规范要求进行检查和管理，从而确保焊接的工作能够有效开展，还可以通过完善制度提高焊接技术人员工作的主动性，提高焊接的质量。

结语：综上所述，在汽车制造过程中，汽车焊接质量控制是保证整个汽车质量的重要工序，汽车制造企业必须要加强对汽车焊接质量控制的重视，通过提高焊接所用的零件质量管理、提高焊接技术人员的专业素养、建立完善的焊接质量控制制度、提高焊接设施和设备参数的稳定性等，不断提高汽车制造过程中焊接的质量，从而保证整个汽车的质量。

参考文献：

[1]何恒.浅谈焊接技术与装备在汽车行业的应用及发展趋势[J].2021.

[2]戴斌.现代焊接技术在汽车制造中的运用[J].汽车实用技术,2020(4):3.

[3]陈文祥,任晋宇.焊接技术在生产中的应用与发展[J].山东工业技术,2019(23):14-14.

[4]杨双龙,奚旭.汽车制造中的焊接技术[J].建筑工程技术与设计,2018.