汽车零部件焊接工艺的探讨

汽车零部件焊接工艺的探讨

夏宇宾 张立杰

海斯坦普汽车组件(天津)有限公司 天津市 301700

摘要：在当今时代，汽车已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分，因此，每辆车的制作过程都需要经过层层严格把关，尤其是在零部件的焊接环节。本文主要针对汽车零部件焊接工艺进行研究，首先对汽车的基本结构及焊接工艺的特性进行了概述，接着列举了常见的几种汽车零部件焊接工艺。

关键词：汽车；零部件；焊接；工艺

1、汽车零部件焊接工艺概述

（1）焊接作为汽车及零部件制造中重要的一道关键性工序，其工艺已被广泛应用于汽车及零部件生产的各个环节。无论是汽车车身、车厢、车架以及发动机排气管、底盘等关键性部件都需要采用焊接技术来起到固定、连接和保护的作用。根据汽车及零部件的使用要求、制造工艺、质量和安全要求以及成本的考虑，需要选择适合的焊接工艺，常见的如气体保护焊、激光焊、电阻焊等。（2）汽车零部件焊接工艺是一个十分复杂的工艺技术，其质量和水平的高低主要涉及以下方面的研究：①变形工程。通过优化装配工艺，降低缝隙闭合力，减少夹具力的偏差。②焊接工程。要提升焊接质量，必须优化其服役特性。其主要可通过合理控制冷却速率，微观组织和硬度对整体材料和结构特性的影响。比如，过高的冷却速率会产生不合格的马氏体，过低的冷却速率又会导致表面粗糙，过高的硬度可能会导致裂纹和服役失效的出现。③应力工程。为了加强焊接结构的疲劳性能和改善焊接质量，需要针对围绕连接处局部残余应力和焊接结构整体应力进行合理控制。④温控工程。此点主要要求避免焊接热效应而导致易损敏感设备的失效。

2、汽车零部件焊接工艺

2.1CO2气体保护焊

此种焊接工艺就是在CO2气体的保护氛围中进行焊接的方式，其主要优点就是具有较低的焊接成本以及较高的焊接加工效率，不仅比电弧焊的焊接材料成本降低一半左右，而且比电弧焊的焊接效率提高2～4倍左右。其次就是具有操作方便的优点，不仅对工件厚度没有要求，而且可以进行全方位的焊接以下向下焊接的方式。此外，此种焊接方式所形成的焊缝中具有较少的氢和氮的含量，因此抗裂性比较高。焊接之后的变形也比较小，比较适合在汽车加工中的车身蒙皮、后桥、车架以及车厢等零部件焊接中应用。

2.2电阻焊

此种焊接方式的原理就是将汽车零部件在两个电极之间压紧之后施加一定的电流，通过此电流在汽车零部件中流过时在接触面或邻近区域中产生的电阻热效应来使得工件熔化并且与金属进行结合。此种焊接方法首先是由于不需要使用焊条以及氢、氧等焊接材料因此具有较低的成本。而且可以实现自动化和机械化的焊接方式来简化人工操作流程，降低人工焊接劳动强度，而且也不会产生噪声以及有害气体，因此对作业环境起到改善作用。再次就是可以利用比较短的加热时间来降低其热影响区域，并且具有较小的变形应力。最后就是在焊接之后不需要进行校正和热处理就可以满足焊接工艺要求。

2.3激光焊

此种焊接方式主要是对聚焦好的激光束进行利用来对焊件进行能源轰击，且对此能源轰击过程中产生的热量进行利用来进行焊接的方式。此种焊接方式的热影响区域比较小，也降低了由于热传导而产生的变形应力问题。而且在焊接过程中不需要使用电极，也不需要进行接触，因此降低了电极污染问题，以及降低机具的变形和损耗问题。此外，此种焊接方式可以对体积比较小且间隔比较近的零部件进行焊接，不会受到空间的限制，而且可以对多种不同材质的材料甚至是不同物性的两种金属进行焊接，不会受到磁场的干扰，可以通过自动化的方式来提高焊接品质以及焊接效率。在此工艺的实际应用中，目前比较先进的方式就是通过激光焊接机器人来对原有的电阻焊机器人进行代替，而且在进行上述改变之后，其焊接速度和效率可以相当于3～4台电阻焊机器人。而且在汽车零部件焊接施工中可以在整个过程中对激光焊接机器人进行充分利用，不仅可以实现焊接效率的提升，而且可以减少焊件准备以及工装投资，还可以实现车身密封以及相关材料的消耗，预计进行一台汽车零部件的焊接加工就可以节省至少150美元的费用消耗，而且还可以实现提高至少一半的钢材利用效率的优点。也就是说在目前汽车零部件制造过程中对激光焊接技术进行应用时，不仅可以推动在汽车制造中使用车身冲压零件来对原有的锻造零件进行代替的发展进程，而且也可以推动汽车零部件焊点连接向分子层面结合的方向进行快速发展，这样就可以实现车身整体强度的提高以及碰撞安全性的提高，有效降低车身内部的噪声。

3、汽车零部件焊接工艺的具体应用

3.1电阻焊技术的具体应用

在零部件焊接过程中，电阻焊通过利用电机来对工件表面进行加热，在其表面达到一定温度并开始融化并逐步转变为塑性状态后，对工件进行连接。总的来看，电阻焊技术的操作步骤比较简单，无需借助焊条来进行焊接，应用成本相对较低。通过应用电阻焊，能够真正达到技术操作的机械自动化，从而大大减少人力劳动量。除此之外，电阻焊的操作耗时较短，整个应用过程中不会产生任何有害气体或噪声，具有极大的优势。

3.2激光焊技术的具体应用

激光焊则主要是通过应用激光束来实现对工件的焊接。激光焊技术的环保性相对较强，其操作过程无需任何电极，且在焊接过程中工件之间不会相互接触，因此能够很好地避免出现一系列的损耗问题。相较于电阻焊来说，激光焊技术能够应用于更多类型的材料焊接中，且操作过程不会受到空间大小的影响，可以对薄版、小型的零部件、甚至一些直径较小的线材进行焊接。与此同时，激光焊技术的焊接效率极高，据相关数据表明，相同条件下，其作业效率相当于电阻焊工艺的近三倍。总的来说，激光焊具有生产效率高、操作工时短以及适用范围极广的特点。但与此同时，激光焊工艺的应用对操作人员的技术要求较高，需要其对焊接位置进行精准定位，整套设备的成本较高，且其能量转换率往往不高于百分之十。

3.3二氧化碳气体保护焊技术的具体应用

二氧化碳焊接主要是利用二氧化碳的保护作用，对工件进行焊接，该技术通常被应用于汽车零部件的手工焊接过程中。相较于其他焊接技术而言，二氧化碳焊接技术具有焊接效果好、成本不高以及操作便捷等优势。与此同时，当前我国的二氧化碳焊接技术已经相对比较成熟，焊接效率高、工件的厚度不会对焊接过程产生太大的影响，因此常常被应用于汽车的后厢、车架等位置。

3.4复合激光焊接技术的具体应用

相较于普通的激光焊接技术，复合激光焊接工艺的稳定性要更强，其应用能够对焊缝的宽窄及深浅进行控制。在激光焊的基础上，复合激光焊的工件连接能力有了很大的提升，材料结构的焊接性能也明显得到了提高。但同时，由于复合激光焊接工艺的设备成本相对比较高，且在实际的焊接过程中需要经过精确的设计，对技术人员的操作能力有着一定的考验，因此目前相对来说还无法做到全面普及。

结语：在汽车零部件焊接加工中较常使用到的焊接工艺中有激光焊、电阻焊等，而其中的激光焊在我国汽车零部件焊接中的应用前景是最好的，有关人员可以将激光焊与传统焊接工艺进行结合，从而满足到当前人们对焊接的不同需求，才能有效推动到汽车零部件焊接工艺技术的进步。

参考文献：

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[2]陈光智,蔡峰光,吴贵科.汽车零部件焊接工艺探析[J].2021.

[3]王洋.汽车零部件焊接工艺研究[J].中国室内装饰装修天地,2020.

[4]迟景才,王景恒,闫洪波,等.汽车零部件焊接工艺的探讨[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2021(9):2.