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1、汽车零部件焊接工艺研究摘要：汽车零部件的品质是确保整车品质的前提，而焊接工艺无疑是确保汽车零部件品质的基础，必须重视汽车零部件的焊接工艺。本文对激光焊接工艺进行了介绍，并具体分析了汽车零部件的焊接工艺。关键词：汽车， 零部件， 焊接工艺中图分类号： TG44 文献标识码：A 文章编号： 汽车工业制造水平的不断发展，对焊接工艺提出了更高的要求。汽车零部件的品质是确保整车品质的前提，而焊接工艺无疑是确保汽车零部件品质的基础。因此，必须重视汽车零部件的焊接工艺。 一、激光焊接工艺 由于汽车零部件的焊接加工精度要求较高，且焊接部位的外观要美观平整，同时还要确保焊缝变形要求最小。而激光焊接工艺，基本上不
2、需要坡口和填充，热影响区较小，焊接速度快，焊接变形小，焊缝组织细化，一般激光焊缝的机械性能，都要远远高于母体材料。通过大量的生产实践证明，激光焊接工艺能够较好的满足上诉要求，其在汽车零部件制造中有着极其重要的作用。 1、在车身制造上的应用 汽车的车身是所有汽车零部件的载体，车身品质的好坏直接整车的品质。在车身的制造上，激光焊已经成为一种较为固定的半成品成型方法，世界一些较为知名的汽车生产厂家，都广泛采用了激光焊接工艺，如宝马、福特、通用、菲亚特、克莱斯勒、沃尔沃等。他们生产的车身均采用激光拼焊板冲压而成。激光拼焊是将23块经过精确裁剪、物理化学性能、表面状态、厚度等各不相同的板材拼焊到一起，然
3、后再将这种半成品冲压成车身零件。经由激光拼焊工艺所获得的焊缝品质较好，焊缝转接也比较平稳，明显地改善了车身零部件的抗疲劳性和抗冲击性。在车身制造中采用激光焊接工艺，能够大幅度减少零配件和结构件的数量，从而有效地减小了车身的总质量，同时，还提高了车身的尺寸精度和抗腐蚀能力，使汽车整体结构的安全性、稳定性和可靠性都有所提高。 2、在零部件制造上的应用 据不完全统计，工业较为发达的国家 ，在汽车的生产制造过程中，将近有 60 % 以上的零部件，都是采用激光焊接工艺，如变速齿轮、散热器、传动轴、离合器、发动机排气管、底盘、半轴、增压器轮轴等，其已经逐渐成为汽车零部件制造的标准工艺。 在齿轮的焊接方面，
4、激光焊接工艺根本上改变了传统的制造和设计理念，为齿轮箱体类零部件的加工，提供了更具经济性及更为紧凑的结构。如奔驰公司生产制造的家用车系列变速齿轮箱，就是采用的激光焊接工艺，与传统的加工技术相比，激光焊接工艺不仅减少了制造工序，使齿轮箱的结构更为紧凑，而且还节约了大量的原材料，同时还大幅度提高了生产效率。 3、复合激光焊的应用 激光焊接能够焊出窄而深的焊缝，而电弧焊则可以焊出宽的焊缝，通过复合激光焊接工艺，结合激光和电弧的优点，熔深由激光产生的等离子小孔决定，熔宽则由焊接电弧来决定。这样做，不仅能够对焊缝的几何形状产生积极的影响，而且还能够大幅度提高焊接的效率。如采用激光=氩弧复合焊时，就不需要
5、在对被焊工件进行拼焊加工，氩弧焊的填丝有效地改善了焊缝的性能，从而使焊接速度得以提高，并且大大降低了焊接过程中的间隙敏感度，使焊接适应性有所提高，在此基础上也节约了大量的成本。 与单纯的激光焊接工艺相比，复合激光焊接工艺能够在很大程度上提高钣金件缝隙的连接能力，从而更加充分地利用激光高速焊接时电弧焊接的工艺稳定性。在敞篷轿车的车门上，复合激光焊接焊缝的长度可达到3.57 m，是单纯激光焊接焊缝长度的3倍。 复合激光焊接工艺，为汽车制造企业提供了一种全新的焊接技术，使各种材料和结构的焊接性能及可靠性，都得到了大幅度的提高。但是，由于复合激光焊接工艺在电源设备上的投资成本较高，如要普及，则还需要一
6、定的过程。 此外，在进行激光和电弧复合加热焊接时，焊炬的设计特别重要，要尽量使两个热源的夹角最小化。一旦夹角过大，很容易造成焊缝过宽，甚至会出现焊不透等缺陷，从而使焊接品质受到影响。 二、汽车零部件的焊接工艺 焊接是汽车生产流水线上一项不可或缺的加工工序。汽车最主要的车架、车桥、车身、车厢、变速箱、发动机等几大零部件的加工，也都离不开焊接。目前，在汽车生产制造中使用的焊接工艺有很多种，如CO2气体保护焊、电阻焊、氩弧焊、电弧焊、激光焊等。在这些焊接工艺中， CO2 气体保护焊、电阻焊具有生产量大、焊接变形小、效率高、便于操作、自动化程度高、低能耗等特点，比较适合汽车车身薄板覆盖零部件以及车厢、
7、车架和车桥等的焊接。 1、 CO2 气体保护焊 CO2 气体保护焊主要是以 CO2 为保护气体的一种焊接工艺，其优点是： （1）焊接成本低，仅为焊条电弧焊成本的 50%左右； （2）生产效率高，是焊条电弧焊的 24 倍； （3）便于操作，由于是明弧焊接，所以对工件的厚度要求不限，并且还可以进行全方位焊接及向下焊接； （4）焊缝具有较高的抗裂性，由于焊缝低氢且氮的含量较少，所以其抗裂性能较高； （5）焊后变形相对较小，角变形仅为 0.5%，不平度仅有 0.3% 。 该焊接工艺主要用于汽车车身蒙皮、后桥、车架以及车箱等的焊接。 2、电阻焊 电阻焊是将被焊工件压紧在两电极之间，然后施加一定的电流，并
8、利用电流流经工件接触面或邻近区域时所产生的电阻热效应，将工件加热至熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种焊接工艺。电阻焊的具体优点如下： （1）焊接成本低，电阻焊无需使用焊条、焊丝等填充金属，并且也不需要氢、氧、乙炔等焊接材料，所以其总的焊接成本较低； （2）操作简便，能够实现自动化和机械化，降低了劳动强度，改善了劳动条件； （3）无噪声及有害气体； （4）加热时间短，且热量集中，热影响区域小，变形与应力也很小； （5）焊后无需校正和热处理。 3、激光焊 激光焊是以聚焦好的激光束作为能源轰击焊件，并通过这一过程所产生的热量进行焊接。其主要优点如下： （1）热影响区间变化范围小，因热传导产生的变
9、形也相对较低； （2）无需使用电极，没有电极污染，并且该焊接工艺不属于接触式焊接，能够降低机具的变形和耗损； （3）不受空间限制，可焊接小型或间隔较近的零部件； （4）可焊接的材质种类范围广，并且可接合各种不同材质的材料，或不同物性的两种金属； （5）不受磁场干扰； （6）焊接品质好，生产效率高，易于实现自动化。 据有关数据表明：一台激光焊接机器人，能够代替 34 台电阻焊机器人，如果在加工一个车身上充分利用激光焊接，则可减少焊件准备、工装投资、车身密封以及材料消耗等费用约合 150 美元左右，并且还可将钢材利用率提高50%。 激光焊接技术的应用，加速了用车身冲压零件代替锻造零件的进程，有效地确保了焊点连接达到分子层面的结合，车身的整体强度以及碰撞的安全性，也有所提高，还使得车内噪音有效降低。 参考文献： 【1】 王敏. 电阻焊在汽车工业中的应用. 电焊机, 2003,(01) . 【2】 杨国超. 工程实例中伸缩节厚壁件焊接工艺的应用. 石河子科技, 2010,(05) . 【3】 冯梅. 汽车工业中的材料连接技术. 汽车工艺与材料, 2004,(08) . 【4】 谢明,魏玉军,薛强. 挖掘机挖斗实用焊接工艺研究. 金属加工(热加工), 2010,(22) .