王廷海
北汽福田汽车股份有限公司诸城奥铃汽车厂 262200
摘要：近些年来，人们对于汽车的需求量越来越大，使得我国的汽车制造业在近些年得到了很好的发展。而车身焊接是汽车制造过程中较为重要的一个环节，车身焊接技术直接影响着汽车的质量和外观，所以说必须要对其引起足够的重视。文章介绍了汽车车身焊接中运用到的传统焊接技术，并对国内外新型的车身焊接技术发展进行综述。为汽车车身轻量化设计提供了新的焊接思路。
关键词：汽车；车身焊接技术；现状；发展趋势
一、我国汽车制造业发展概述
近些年来，随着我国经济增速的不断加快，人们的生活水平得到了有效的提高，而我国的汽车产业也得到了更好的发展，我国的汽车销量已经连续多年保持世界第一，另一方面，汽车产业的发展也有效地推动了我国经济的进一步发展，为我国的经济增长做出了巨大的贡献。汽车行业主要包括了汽车制造业和汽车销售业，本文主要对汽车制造业进行了探讨。我国的汽车产业经过了多年的发展，在生产和制造等各个方面都已经形成了一定的体系，当前国家大力倡导可持续发展和节能减排，也使得我国传统的汽车制造业面临着新的机遇和挑战，因此也使得我国的汽车制造业出现了一些新的特征，而这些新特点和新要求的出现也对汽车车身的焊接提出了新的要求。
二、汽车常规采用的焊接技术
2.1手工电弧焊
手工电弧焊由电源、电缆、焊钳、焊条、焊件组成，是利用焊接电源在焊条和焊件之间的电弧热使金属和母材熔化形成焊缝的一种焊接方法。其示意图如图1：
图1手工电弧焊示意图
手工电弧焊是最基本也是最常用的一种焊接方法，它不仅可以焊接各种低碳钢、低合金结构钢、铸铁等，还可以焊接多种有色金属上，能焊接90%常用金属。手工电弧焊在主要运用在汽车车身修复上，比如修复断裂的零件或磨损件等。
2.2气焊
气焊与手工电弧焊不同，它是将可燃气体与助燃气体在焊炬混合后引燃后，利用产生的高温火焰作为热源将焊件和焊丝融化，形成熔池待冷却后形成焊缝的一种焊接方法。其原理示意图如图2。由于气焊的热源产生的热能有限，所以气焊一般用来焊接一些较薄的钢板或者熔点较低的材料。在汽车钣金作业中，气焊是常用的方法之一。
2.3气体保护焊
熔化极惰性气体保护焊，是以连续送进的焊丝作为熔化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法，简称MIG焊。在汽车钣金焊接维修作业中，熔化极惰性气体保护焊常用的方法之一，它主要应用于一些活性较强金属的焊接，例如不锈钢、耐热合金、铜合金及铝镁合金等。
2.4等离子弧焊
等离子弧是电弧的一种特殊形式。当自由电弧被压缩后，即可形成等离子电弧。利用等离子电弧可以进行焊接。从本质上讲，等离子电弧仍然属于一种气体放电的导电现象。按焊缝的成形原理，等离子弧焊有3种基本方法，即穿透型等离子弧焊，熔化透型等离子弧焊和微束等离子弧焊。
2.5工频电阻焊
电阻点焊是对金属板材装配成搭接接头，利用电流流过电阻（工件）时产生热量（Q=I2Rt）熔化母材金属形成熔核最终形成焊缝的一种焊接方法。其工作步骤主要分四步：1、加压；2、保持；3、通断电流；4、泄压。
三、新型汽车焊接技术
3.1新型中频电阻焊技术
中频电阻焊具有 许多优点：第一，焊接质量好。由于中频焊接的电流响应 时间为1ms，调整精度和监视精度大大提高，因此 焊接质量大大提高，控制精度也高。第二，焊接速度快。逆变电阻点焊机为直流输出，加热集中，缩短了焊接时间。第三，节能效果明显。逆变焊机变压器在较高的频率下工作，损耗很小，直流输出改善功率因素，节能效果明显。第四，设备体积和质量。
逆变直流电阻点焊机变压器大大减小，设备较轻巧。第五，可以广泛应用于点焊异种金属。第六，节能环保。中频焊接是三相平衡负载，比单相交流焊接对电网的冲击要小许多，减少供电系统的要求，符合国家的能源政策。目前，中频电阻焊已广泛应用于汽车焊接生产。在车身零部件生产方面，主要采用固定式大功率的中频电阻点凸焊设备，对车身零部件实施凸焊或多头点凸焊接；在车身焊装生产线上，中频电阻焊则用于悬挂式点焊钳或机器人点焊钳；目前，中频点焊大量用于镀锌钢板、高强度钢的焊接。我公司在新产品的生产准备中已经批量应用了中频焊接技术。
为了提高机器人点焊的质量，减轻机器人抓举负荷，在车身焊接生产线上已大量使用机器人中频点焊焊钳。目前，国内汽车厂家使用的中频点焊焊钳和配套的电源和焊接控制器多为国外公司提供， 如德国的BOSCH、NIMAK、日本小原等。 伺服点焊钳：伺服技术伴随着焊接机器人的大量应用而发展起来，为保证高效率的生产模式，减小气动焊钳点焊时对工件表面造成的冲击，提高工件的表面质量，实现对焊钳施压过程的精确控制，一种新型的焊钳应运而生——伺服型焊钳。电动机伺服驱动的焊钳简称为伺服焊钳，是近年来开发的
一种可以提高点焊质量的性能较高的机器人焊钳。北汽福田M4、TM焊装生产线已经采用了伺服焊钳，使用效果理想。这种新型电动机伺服焊钳具有如下优点：
第一，每个焊点的焊接周期可大幅度降低，焊钳的张开程度是由机器人精确控制的。
第二，焊钳张开角度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉就尽可能减小张开度，以节省焊钳开合所占时间。
第三，焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，减少了撞击变形和噪声。
第四，焊接飞溅小，焊点质量好，电极磨损自动补偿，也保证了焊接效率和焊点质量。
3.2激光焊接技术
其显著特点是焊接速度 快，形成深而窄、热影响区小的焊缝。焊接一致性、稳定性好，一般不添加填充金属和焊剂，并能实现部分异种材料的焊接。光束易于控制，焊接定位精确易于实现自动化。但被焊工件装配精度高，要求装夹焊接件的焊装夹具满足激光焊接的特殊功能和要求。除了对焊接激光器进行了标准化，同时也规范了配备夹具（夹具类型包括：轮状夹具、双轮夹具、对开轮夹具，还有单指形与双指形夹具）。 激光焊接可分为激光熔焊、激光钎焊、激光电弧复合焊和双多光束激光焊接。
钢板激光拼焊是将汽车车身零部件所需的各种不同厚度、材质的钢板，经过剪切下料、激光拼焊再冲压成形为车身零件，如立柱、门槛、前后纵梁、车门等车身件，实现采用更合理的车身结构，提高车身强度，减轻车身重量。激光焊接由于采用计算机控制，所以具有较强的灵活性和机动性，可以对车身内板构件如门板、挡板、侧围仪表板等零部件实施焊接。
3.4胶接点焊技术
胶接点焊，即对工件点焊 部位先涂胶搭接，再进行点焊，这样的胶焊接头既具有静强度高、可靠性好的优点，又有胶接接头良好的疲劳特性和密封性，声学性能优良。胶焊工艺在汽车车身制造过程中，主要用于镀锌钢板、铝合金的连接。
四、焊接技术的发展趋势分析
随着能源紧缺、节能环保、汽车驾驶室的多样化和复杂化以及生产周期的快速更替，未来汽车车身焊接将会在车身新材料、焊接新技术、机器人自动化和柔性化方面继续发展。焊接新技术新装备为现有的车身焊装线工艺准备提供了广阔的设计 思路。例如机器人全自动焊接生产线的 应用，伺服焊钳、中频焊接技术、机器人滚边技术的陆续应用，柔性化生产、智能化控制和计算机信息技术的不断完善都为一汽解放下一代产品的生产线设计积累了宝贵的经验。
参考文献
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