劉云飛

摘 要：汽車車身焊接技術作為汽車制造核心技術之一，一直備受重視。汽車車身焊接技術伴隨著汽車工業(yè)技術的發(fā)展而發(fā)展，目前如激光焊接技術，焊接機器人技術等被大量應用。汽車焊接技術領域凸顯出自動數(shù)字化，柔性化，虛擬化等一些發(fā)展趨勢。本文從汽車車身焊接技術特點入手，到分析技術應用現(xiàn)狀再到對未來汽車焊接技術發(fā)展趨勢展望，僅供參考。

關鍵詞：車身 焊接技術 激光焊接 機器人焊接

Overview of Automobile Body Welding Technology

Liu Yunfei

Abstract：As one of the core technologies of automobile manufacturing， automobile body welding technology has always been valued. Car body welding technology has developed along with the development of automobile industry technology. At present， laser welding technology and welding robot technology are widely used. The field of automotive welding technology highlights some development trends such as automatic digitization， flexibility， and virtualization. This article starts with the characteristics of automobile body welding technology， analyzes the status quo of technology application， and then looks forward to the future development trend of automobile welding technology for reference.

Key words：car body， welding technology， laser welding， robot welding

1 前言

汽車車身焊接的質量直接影響后續(xù)工序的質量，車身焊接質量直接關系車輛外觀，以及汽車風噪、路噪、空間密閉性等重要質量參數(shù)。汽車車身焊接技術工藝較其他更具有對精度要求高，對性能質量要求高，焊接工作要求高效率、“零缺陷”等一系列高標準要求。伴隨著工業(yè)自動化的進步，一系列新型高科技材料在汽車工業(yè)中的應用和新時代對汽車工業(yè)環(huán)保節(jié)能的新要求，汽車焊接這個原本就具多學科，技術集成性強的領域被催生著更高更精湛的技術革新。

2 汽車車身焊接技術應用現(xiàn)狀

2.1 電阻焊技術

在汽車車身焊接技術領域目前被廣泛使用的依然是電阻焊技術，其原理是利用電流將所需要的金屬母件加熱或塑形，從而讓金屬之間相結合，見圖1。要進行點焊，焊點就顯得尤為重要，汽車車身一般有3000到5500不等數(shù)量的焊點。焊接電流、電極端面形狀、焊接壓力、通過電極的磁性材料和分流等都是影響焊點質量的重要因素。多焊接車間，焊機之間的相互感應對電網(wǎng)的影響，會影響焊接質量的一致性和穩(wěn)定性，就需要更高的電阻點焊控制技術。膠接點焊技術是先對焊接部件涂膠再點焊，是目前較好的可以使焊接更牢固可靠的方法之一。

2.2 激光焊接技術

激光焊接技術近年來迅猛發(fā)展，是被行業(yè)最為看好的焊接技術之一。其原理是將高強度的激光束輻射至焊接金屬的表面，經(jīng)過金屬與激光的互相作用，使前者吸收激光轉化為熱能使金屬冷卻結晶完成焊接，原理見圖2示。如今汽車工業(yè)發(fā)展越具輕量化，高強度的特點，使用激光在焊接不銹鋼、鋁合金等材料時具有很好的效果。與傳統(tǒng)點焊相比，激光焊接具有焊接強度高、速度快、穩(wěn)定性強、無需矯形等明顯優(yōu)勢。

激光焊接的關鍵設備是大功率激光器，目前有兩種類型，一種是固體激光器，另一種是氣體激光器（CO2激光器）。前者的優(yōu)點是產生的光束可以經(jīng)過光纖傳送，可適用柔性制造系統(tǒng)和遠程加工;后者是以分子氣體作為工作介質，可以不間斷工作并輸出高功率。激光焊接不僅自身優(yōu)勢明顯并且也直接促成了另外一些新技術在汽車焊接中的應用，比較具有代表性的有激光-電弧復合焊接方法、磁脈沖焊接方法、變極性MIG/MAG焊接方法等。

2.3 焊接機器人應用技術

如今焊接機器人的大量應用極大滿足了汽車制造批量化、高效率以及產品一致性的高要求（圖3），焊接機器人具有本體獨立、程序變更靈活、動作自由度高、自動化程度高、柔性程度高等一系列優(yōu)點，所以焊接機器人是焊接柔性化的理想之選。機器人按照在車間的分工可以分為弧焊機器人、點焊機器人、涂膠機器人、裝配及持件機器人等一系列種類。在我國工業(yè)機器人最開始就是應用在汽車和工程機械制造行業(yè)，在未來，汽車行業(yè)對工業(yè)機器人的需求將繼續(xù)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，目前我國市場上的工業(yè)機器人大部分還是國外進口，國產焊接機器人在焊鉗等技術方面較之差距明顯，有很大的上升空間，就汽車行業(yè)而言，我們市場需求巨大。

2.4 攪拌摩擦焊技術

攪拌摩擦焊接技術（圖4）起源于上世紀90年代，該焊接方法無需使金屬融化，具有變形小的優(yōu)點，沒有融化類焊接所帶來的缺陷。該技術非常適合于長平直焊接以及鋁合金的焊接，目前應用尚不廣泛，國內在軌道客車領域內有使用。但基于其技術特點，一旦技術開發(fā)能夠更進一步，相信其會在更廣泛領域得到應用。

3 汽車車身焊接技術工藝發(fā)展趨勢

3.1 自動數(shù)字化

對于所有制造生產行業(yè)而言，自動數(shù)字化都是一個大的趨勢。自動數(shù)字化可以將很多復雜多樣的信息，機械設備等按照人的要求，在沒有人或者很少人參與的情況下完成工作。通過自動數(shù)字化模式，整個生產制造行業(yè)都將采取數(shù)字化和機器人自動化來運作，對人員的需求大大減少，這樣一是節(jié)約了人力資源成本，二是能夠更加系統(tǒng)高效的完成生產過程，使整個生產過程更加批量化、系統(tǒng)化，在更短的時間內創(chuàng)造更多的產品和價值，長時期內會大大的節(jié)約成本，提到行業(yè)產能。

3.2 焊接柔性化

由于汽車行業(yè)市場越來越具有個性化，汽車品型越來越多，產品日新月異，這就要求汽車在焊接線上要具有足夠的柔性，以提高對市場的靈活應變能力。焊接機器人因其靈活性的優(yōu)點被行業(yè)大量使用，最具代表性的是六自由度點焊機器人以及弧焊機器人，它們可根據(jù)焊接的不同需求，自動換取相應的焊鉗。傳輸裝置方面，將使用大量無人駕駛的感應導向小車，這些都使得整個汽車車身焊接線更具柔性化。

3.3 綠色環(huán)保化

隨著社會的發(fā)展，不僅安全性，環(huán)保也將成為汽車行業(yè)發(fā)展的主流線。未來的汽車車身焊接線會更具輕量化，最大限度減少車身負荷，在生產過程中減少對環(huán)境的污染。汽車生產企業(yè)要肩負起這樣的社會責任感和使命感，自覺成為節(jié)能環(huán)保大環(huán)境中的一員，不然勢必會被行業(yè)所淘汰。所以汽車車身焊接技術應該在保證安全的大前提下，盡可能多使用新型環(huán)保技術，堅定綠色發(fā)展方針，為國家和社會在自己的領域內做出應有的表率和貢獻。

3.4 制造虛擬化

未來在包括汽車焊接技術領域乃至整個制造行業(yè)會應用到虛擬化設計生產，這一設計會省去許多實際操作環(huán)節(jié)，但是卻可以在實際生產中達到及時發(fā)現(xiàn)問題并有效校正的效果。從虛擬設計開始，不僅可以看得到實際效果，還可以在后續(xù)的跟隨生產中提出驗證問題的方案，再到裝配環(huán)節(jié)，加工環(huán)節(jié)的應用，可以大大縮短研發(fā)一項新產品新技術的時間周期，可以使研發(fā)更具效率，創(chuàng)造更多的產品和價值，同時也大大降低了成本。

4 結束語

汽車已經(jīng)成為全世界人們生活中不可或缺的部分，汽車車身焊接技術處在一個飛速變革的時代，汽車制造技術日新月異，汽車車身焊接作為其核心技術之一也面臨著創(chuàng)新和改進。隨著時代的進步，社會的發(fā)展，會有越來越多的新的焊接技術得到應用，也會有不少的不能適應時代發(fā)展的技術方法被淘汰。行業(yè)競爭會加劇，汽車車身焊接技術也會在原有的技術基礎上不斷更新迭代，通過開發(fā)更具柔性化、數(shù)字化、綠色環(huán)保的新型技術，基于計算機技術應用的制造虛擬化時代的來臨，我們必將迎來汽車車身焊接技術和汽車行業(yè)技術的大進步。

參考文獻：

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