智能制造要求下的新能源汽车焊接技术

智能制造要求下的新能源汽车焊接技术

刘治 张茜铭 李东昉

摘要：技术水平不断提高促使新能源汽车的研制和应用越来越广泛，这些新技术的出现不仅解决了旧车在行驶过程中的问题，还解决了燃料消耗、大气污染等问题。新能源汽车的制造涉及技术有很多，其中最重要的就是焊接。因此要提升新能源汽车的质量，提高其实际应用性能，就必须在新能源汽车上采用合适的焊接技术，从而保证其生产效率。基于这一现状，针对智能制造要求下的新能源汽车焊接技术进行了研究分析，以供相关人员参考。

关键词：智能制造；新能源汽车；焊接技术

引言：

国家的经济发展离不开大量的石油，这些能量都是不可再生的，而且总的储量也是有限的，如果不控制这种能源的消耗，那么必然会给国家的经济带来巨大的冲击。在这样的背景下，环保节能的思想得到了广泛的推广，新能源车的问世，解决了旧车的燃料污染问题，同时也降低了能耗。在新能源汽车的生产中，焊接是非常重要的一环，焊接技术的好坏将会对新能源汽车的性能和安全性产生重要的影响。

一、新能源汽车综述

通常，车辆在行驶的过程中，都是依靠燃油，不仅要消耗大量的石油，而且还会释放大量的二氧化碳，造成温室效应，破坏生态。目前，空气中的污染物大都来自汽车，如CO、粉尘、氮氧化物等。环境污染一旦变得很严重，必然会对人体产生不良的影响。近几年，人们越来越重视环保问题，因而引起了社会各界对环境问题的重视。目前，随着新能源技术的发展，电动车、汽车等新能源汽车的出现，对环境的影响非常明显，随着环保问题的日益严重，新能源汽车也将是未来的发展方向。

现阶段，尽管新能源汽车技术已趋于成熟，但其在生产成本、续航里程等方面仍有一些问题。由于电池本身的不同，其容量、重量、动力、成本、充电周期等问题也是制约电力车辆未来发展的重要因素。

二、新能源汽车焊接技术相关内容介绍

2.1激光焊接技术

新能源汽车的制造，首先要解决的就是焊接技术，根据目前新能源汽车的使用状况，激光焊接是目前应用最广泛的一种技术，这种焊接技术，在冶金、电子、封装等行业中，都是非常常见的，而且随着科技的进步，这种焊接技术也得到了极大地改善。对于新能源汽车而言，电动机是必不可少的一部分，对于电动机的性能要求也是极高的。在焊接零件的时候，一定要保证焊接的精度，尽量减少因为温度对零件的不利影响。由于操作范围以及焊接角度有限，焊接工作难以在短时间内进行，而且，焊接难度也很大，但是通过激光焊接技术，就能解决这个问题，其能提高焊接效率，提升新能源汽车的质量。

2.2新能源汽车中运用激光焊接技术的优势

1.由于采用了这种新的焊接技术，无需使用电极，因此，在进行焊接时，不必考虑电极对工人的人身安全和对环境的污染。采用这种新的焊接技术，既可以减少设备的损耗，又可以控制变形。

2.在进行焊接过程中，采用激光焊接工艺，由于受化学设备的影响，必须在适当的位置设置化学设备。另外，在化学工厂中，只需要在障碍物和工作范围内进行操作，焊接过程不受操作范围和角度的限制，操作过程也很简单，只需要花费很少的时间，就能完成整个焊接过程。

3.采用这种新的焊接技术，可以将其转化为高速焊接，通过计算机进行控制。比如，在进行焊接时，要求焊接的工件的直径很小，利用该技术进行焊接不会影响到焊缝的质量，而且焊接过程中，还不会受到磁场的影响，因此，这种新的技术，可以保证焊接的精度。

4.在相对封闭的环境中，也就是在气体和真空中，激光可以在很小的范围内进行集中，这样就可以进行小型零件的焊接。激光焊接可以对多种材料进行焊接，还能完成多种异质材料的焊接。

5.其在焊接减少热量的同时，也可以减少热量的影响面积，因此，可以将热传导引起的不良影响降低到最小。

6.可以在向不同的工作站传输激光束的同时，实现设备的变换。

激光焊接技术在新能源汽车生产中的应用，不仅可以极大地改善其经济和社会效益，而且还可以改善焊接界面的质量，从而大大改善其稳定性，减少因接头故障造成的事故和损失，另一方面也能减少费用[1]。此外，激光焊接技术在新能源汽车生产中的应用，将有效地解决传统焊接工艺所带来的环境污染、电磁辐射等问题。

三、焊接生产线上智能设备的应用

目前，美国通用汽车、日本丰田、德国日产、宝马等多家企业都建立了车身焊接机器人生产线。焊接生产线上的接工作由焊接机器人完成，还有一些工位间的定位、传输等具有很强技术性的工作也由焊接机器人完成，整个的焊接生产线实现柔性化。一些生产车间的焊接机器人数量非常多，甚至已经超过几百台。可见，国外汽车制造企业对焊接机器人已经普遍使用。

20世纪70年代，中国开始发展焊接机器人，能够发挥的功能是多方面的，包括涂装、点焊、运输、弧焊、装配等等。20世纪90年代以来，汽车生产线已经广泛应用焊接机器人，不再采用原有的单机模式，而是生产线整体化运行方向发展，使整个焊接生产线的灵活性得到了很大提高，生产效率也提高。在此期间，焊接机器人已经扩展到多个领域，诸如家电领域、陶瓷领域、电机领域等等

[4]。因此，许多汽车制造商都建立了柔性生产线和弧焊作业场所。为使机器人焊接技术达到国际水平，有关部门还制定了智能机器人的发展规划并已经落实到具体的工作中，并开发了一些相对完善的柔性制造系统，由此推进中国机器人焊接技术快速发展。

20世纪90年代，中国机器人焊接技术应用非常广泛。在这一时期，科学技术发展速度不断加快，市场经济呈现出多元化发展趋势，而且竞争日趋激烈。所以，中国的汽车企业为了在市场上占有较大的份额，广泛的机器人焊接机，这是在中国一汽-大众汽车公司制造的，在其150000辆车身装焊车间安装有80多台机器人焊接机[5]。但是，与一些西方发达国家相比较，在技术先进性以及机器人焊接机的使用数量上依然存在很大的差距。相比之下，弧焊机器人在摩托车生产先广泛使用，在工程机械制造中也得以应用。从二十世纪90年代到21世纪的初期，中国的焊接机器人得到广泛应用，这对中国汽车生产质量的提高和提高生产效率具有十分重要的意义。

四、智能设备的类型

汽车车身装焊生产线上所使用的智能机器人有很多种，普遍应用的是直角坐标形式的机器人和自由度机器人。

4.1直角坐标形式的机器人

直角坐标形式的机器人主要包括RH型、RL型和RS型。机器人的类型不同，运行的自由度也会存在不同，采用不同的组合方式，功能就会有所不同，性能上存在差异，通过与不同种类的汽车采用焊接的方式组合，可以确保汽车焊接线达到最好的性能，使客户的个性化需求得到满足。RH机器人即为侧焊机器人，在地板上固定好，用于焊接车身。RL机器人使底部机器人，主要是焊接车身底部。RS机器人是顶部移动机器人，在生产线上悬挂，用于进行上部焊接和内部焊接。对这三种焊接机器人合理利用，车身就可以实现自动焊接。所以，焊缝的柔性要很高，汽车的焊接工艺也大大提高。

4.2自由度机器人

汽车制造行业中，如果机器人有6个生产轴，即为6自由度机器人，每个轴的旋转角度开可以达到180度至360度，操作空间为360度，且高度为3米，由此扩大了焊接机器人的工作范围。这种机器人有很高的技术标准，焊接程度可以达到各个位置，由此实现全柔性生产，而且适用于任何车型的车身焊接。使用6自由度机器人，定位上有很高的精准度，所以焊接质量非常高，焊接的效率也很高，有很好的灵活性。所以，自由度机器人在汽车生产线中应用非常广泛。

五、结束语

新能源汽车的研制与应用，可以彰显绿色环保、节能降耗的观念。在新能源汽车生产中，焊接技术是关键的组成部分，其应用的好坏将直接影响到新能源汽车的使用性能。将重点讨论激光焊接的智能化技术，希望能够提高新能源企业的产品质量，推动新能源汽车制造商的发展。

参考文献：

[1]闭习欢.一种汽车行业供应链智能制造的发展综述[J].时代汽车,2022(05):9-10.

[2]张坤,王其财.汽车焊接质量检查数字化研究[J].汽车实用技术,2022,47(01):149-152.

[3]王纪,秦小兵,张争光.数字工厂技术在汽车焊装中的应用[J].冶金管理,2021(07):7-8.

[4]曲家宇.智能制造在汽车车身焊接的应用[J].集成电路应用,2020,37(04):116-117.