車身焊接技術(焊接技術)

汽車自車身構件主要由衝壓和焊接工藝性良好的冷軋鋼板衝壓件經裝配、焊接製成，其焊接生產批量大、生產速度快、對被焊零件裝配焊接精度要求高，多採用流水作業的生產方式，機械化、自動化程度高，大量採用專用設備及工裝夾具，焊接工作越來越多的由自動焊機、焊接機器人來完成。

基本介紹

• 中文名：車身焊接技術
• 外文名：weidingtechnology of-vehicle bold
• 類別：焊接技術

車身焊接工藝方法

由於組成車身的鋼板較薄，為防止焊接變形，車身焊接以電阻焊為主，CO₂氣體保護焊、螺柱焊、電弧焊、釺焊等工藝方法也在生產中得到套用。車身生產中還採用火焰釺焊、沖聯等工藝方法實現工件間的連線。在先進的汽車車身生產線上，雷射焊接、雷射釺焊技術的套用也在逐步增加。

電阻焊

利用電流通過工件時產生的電阻熱來加熱工件進行焊接。電阻焊包括：點焊、縫焊、凸焊、對焊。

點焊

將兩個（或幾個）被焊工件裝配成搭接接頭，置於兩電極之間壓緊並通電，利用電阻熱熔化母材形成熔核。具有大電流、短時間、工件變形及應力小的特點，同時操作簡單、生產效率高、易於實現自動化生產。點焊是汽車生產中最廣泛套用的工藝方法，在目前的車身生產中，焊接生產的80%-90%採用點焊完成。點焊生產設備根據生產用途分為懸掛式點焊機、固定式點焊機。點焊機主要由變壓器、程式控制器、加壓系統、冷卻系統組成，一般的點焊機可以焊接0．5～3 mm厚的低碳鋼板、鍍層鋼板、不鏽鋼板；逆變式點焊機可以進行鋁及鋁合金板的點焊。點焊工藝的主要參數有：焊接電流、焊接時間、電極壓力、維持時間、休止時間等。決定焊接質量的因素有：熔核直徑、熔核形狀、壓痕深度、焊點數量、焊點間距等。

凸焊

是點焊的一種演變形式，其熔核形成機理與點焊基本相同。凸焊時，工件的連線按凸點所限定的接觸面積進行，熔核的形狀與位置由凸點的兒何尺寸、分布狀況和規範參數決定。凸點的存在限制了電流流經的面積，提高了焊接區的電流密度，有利於實現接頭的連線。凸點形狀主要有：圓形、長圓形、環形等。T形和十字形接頭也是凸焊常用的接頭形式。車身焊接中凸焊工藝要用來焊接螺栓、螺母等緊固件，為了防止點焊時電流的分流，一些對焊接強度要求高的小件也多採用凸焊工藝焊接。

電弧焊

以電弧為能源的焊接方法。由於電弧焊對工件的熱輸入較大，容易造成被焊零件的變形，所以車身生產中一股採用分散的短焊縫，主要用來焊接底板或車身下部的零件。車身生產中常用的焊接方法有：

熔化極氣體保護焊

其焊接熱量來源於焊絲與工件間產生的電弧，實心焊絲被連續送入焊接區，焊絲金屬熔化後進入熔池成為填充金屬，焊接區域在焊接過程中由氣體予以保護，以避免火氣侵入。根據保護氣體的種類，熔化極氣體保護焊分為CO₂氣體保護焊，惰性氣體保護焊和混合氣體保護焊。車身生產中主要採用CO₂氣體保護焊和氬弧焊。為防止焊接產生的變形，電弧釺焊工藝越來越多的取代熔化極氣體保護焊。電弧釺焊以氬氣為保護氣體，銅矽合金為焊絲。由於銅矽合金的熔點比鋼低，焊接時的熱輸入少，可以減少焊接變形。

鎢極氬弧焊

以氬氣作為保護氣體，利用在鎢電極與工件間產生的電弧加熱和熔化工件，形成焊縫金屬，該工藝方法用於焊接厚度較薄的零件。

全鋁車身焊接及連線技術 隨著對節能、環保及製造材料再生利用要求的提高，汽車車身鋁合金材料的利用率在逐年上升。同時各大汽車公司還相繼推出全鋁車身轎車，全鋁車身的套用使整車的重量大大下降，從而減少了油耗和降低了氣體排放。

但由於鋁合金的物理特性與鋼相差很大，傳統的工頻電阻焊工藝不能完成全鋁車身的生產，因此鋁合金車身的焊接有獨特的生產工藝流程。在全鋁車身中，底盤及車身骨架一般使用鋁型材和鑄鋁、鍛鋁結構件、鋁型材和鑄鋁結構件的焊接採用惰性氣體保護焊工藝，保護氣體主要是氬氣，重要部位用氦氣保護。

鋁合金由於導電性好，需要採用專用的逆變電阻焊機才能完成點焊，其控制系統、加壓系統、焊接工藝參數均不同於焊鋼用的點焊機。由於鋁合金的氧化膜比較緻密，焊接前要經過嚴格的機械或化學處理，以去除焊接區的氧化膜。車身上覆蓋件的連線主要採用沖聯或沖鉚工藝聯接，局部地方採用點焊或粘接工藝。

沖聯

是用壓力設備和專用模具將兩層或多層金屬板件衝壓成形，形成一個具有一定抗拉和抗剪強度的內部鑲嵌連線點的連線工藝過程。沖聯工藝可以用來連線鋼板、不鏽鋼板、鋁板及非金屬夾層。對於非表面的車身零件，可以採用沖聯工藝，但由於沖聯後在工件的一面留下凹坑，另一面留下凸台，影響外形的美觀，因此當連線表面的車身零件時，應當採用沖鉚工藝。

沖鉚

用沖鉚壓力設備和專用模具，將一個特製的鉚釘穿過被連線零件的上層板材，並在下層板件中塑性擴展，形成一定強度的沖鉚聯接點的工藝過程。沖鉚的連線強度高於沖聯，可以將車身覆蓋件固定在鋁合金車身型材骨架上，零件外觀平整，滿足了車身外觀質量要求。

車身上緊固件連線

全鋁車身上的螺栓、螺母、銷釘等緊固件，一般不採用焊接的方式連線。螺母主要以壓鉚的方式固定在鋁板上，壓鉚螺母的結構可以使螺母承受一定的正向拉力和扭矩，通過壓床和專用的模具將螺母壓鉚在鋁板上。一些銷釘、螺紋座也採用壓鉚方式連線。螺栓與鋁板的固定採用拉鉚工藝，在鋁板上固定螺栓的位置上先衝壓出大小合適的孔，專用的螺栓用拉鉚槍將螺栓固定在鋁板上。

機器人焊接技術

具有效率高、焊接質量穩定、自動化程度高、柔性好等優點，在汽車焊接生產中大量採用。焊接生產線上的機器人可以完成焊接、切割、打磨修整工件、自動上、下工件和裝配、尺寸檢測等工作。

焊接機器人包括點焊機器人、弧焊機器人、TIG焊機器人、雷射焊接機器人等，其中弧焊機器人和點焊機器人用量最大。採用機器人焊接，要求零件的一致性好且夾具有很好的定位精度。點焊機器人的重複精度一般在±0．5mm以內，弧焊機器人的重複精度一般在士0．1mm以內。要獲得滿意的焊接效果，焊接位置的準確性、工件的裝配間隙、焊槍的可達性、機器人焊接姿態的合理性都要滿足機器人生產的需要。

常用的焊接機器人有6個自由度，當機器人與變位機、直線導軌協調工作時，整個機器人系統的自由度數及工作範圍都可以增加，能夠焊接結構更加複雜的零件，如發動機的進、排氣歧管等，也可以二台或多台機器人共同完成取件、定位、焊接等一系列工作。生產上使用的弧焊機器人的承載能力小於點焊機器人，常用的有6kg、15kg、30kg等，配備相應的焊接電源可以完成CO₂，焊接，MIG焊、TIG焊等，還可以完成雷射焊接與切割，等離子焊接與切割工作。

點焊機器人由於要安裝重量較大的一體化焊機及水冷、氣動系統，其承載能力要大於100kg。焊接機器人的編程與操作一般通過示教的方式，通過示教盒的操作鍵確定焊鉗（槍）的焊接位置、焊接軌跡、運動方式、擺動頻率與距離，焊接姿態以及各種焊接參數，同時還可以設定與機器人相匹配的焊接夾具的運動狀態。示教完畢後，存入機器人控制系統，機器人將按示教的程式動作和焊接，使用機器人時，安全防護設施不可缺少，以防機器人對生產人員造成傷害。