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汽车工业中的先进焊接技术 

发布时间:2019-11-13

现今,汽车工业中的先进焊接技术很多,这里只列举出与车身焊接相关的焊接新技术。
  1.电阻焊的节能及控制技术
  (1)联体悬挂式点焊机 汽车工业中应用最多的是悬挂式点焊机,一个车间往往是几十或上百台,其容量大多在100kVA以上,在汽车薄板的焊接中得到了广泛的应用。
  (2)电阻焊机 目前电阻焊机大量使用交流50Hz的单相交流电源,容量大、功率因数低 。发展三相低频电阻焊机、三相次级整流接触焊机(已在普通型点焊机、缝焊机、凸焊机中 应用)和IGBT逆变电阻焊机,可以解决电网不平衡和提高功率因数(可达09以上)的问题。 同时还可进一步节约电能,利于实现参数的微机控制,可更好地适用于焊接铝合金、不锈钢及 其他难焊金属的焊接。另外还可进一步减轻设备重量。
  (3)电阻焊的控制 西南交通大学针对一工厂铝合金车圈对焊研制成车圈焊接PLC(可编程控制器)智能控制器,对原机进行了改造,解决了铝合金车圈的焊接质量问题,提高了焊接生产率。后又同一工厂研制了PLC缝焊控制器,解决了对一般清理要求制件的缝焊问题。通过这两项控制器的研制,证明了PLC比单片微机控制器抗干扰能力强,可靠性高;比工控机控制器体积小、成本低,使用通用的单相工频交流电阻焊机完成了高难度的对焊及缝焊工作。

  2.气体保护焊接技术
  (1)表面张力过渡的波形控制法 方法的关键是用2个电流脉冲完成1个熔滴过渡,第1个电流脉冲形成熔滴并使之长大,直至熔滴与工件短路;第2个电流脉冲是1个短时窄脉冲并不断检测其di/dt,同时控制电流脉冲值,以产生适当的电磁收缩力,使熔滴颈部收缩变细,最后靠熔池表面张力拉断,完成1个熔滴过渡而不产生飞溅。
  (2)逆变电源波形控制 利用逆变电源良好的动特性和灵活的可控性,采用波形控制,在短路阶段初期抑制电流上升,以减少电磁力在刚形成小桥时熔滴过渡的阻碍和爆断,减少大颗粒飞溅,并利于熔滴在熔池摊开;当熔滴在熔池摊开后,使电流迅速上升,以加速形成缩颈,以后再慢速上升到一较低峰值,使小桥爆断时飞溅减少。
  (3)氩弧焊新技术 氩弧焊有非熔化极(TIG)和熔化极(MIG)两种,均用于汽车工业有色金属和高合金钢焊接中。为了改善CO2气体保护焊的成形和减少飞溅,采用加入80%或20%Ar的混合气体保护焊。

  3.高能束热源焊接及加工技术
  高能束热源是指能量密度已大于5×108W/m2的热源(电子束、离子束和激光),在汽车工业中均有应用,目前国外发展的新技术有:
  (1)激光和电弧复合加热焊接 激光焊接可焊出窄而深的焊缝,电弧焊接可焊出宽而浅的焊缝;前者投资大,后者成本低,两者特性组合,会大大提高焊接效率。激光和电弧复合加热焊接的焊炬设计特别重要,两热源的夹角要尽可能小,焊炬也设计成激光+双电弧电源。
  该方法已在4~8mm厚的钢结构中使用,正拟用于更薄的汽车部件生产和铝合金焊接中。激光除了在焊接及精密切割中应用外,还在摩擦面形成储油细花纹或重熔复合层,以提高耐磨性方面应用。
  (2)等离子体的应用 氩气保护的等离子焊接切割早已在各行业应用,主要用于合金钢和有色金属加工。目前空气等离子切割已普遍应用于一般钢铁和有色金属的切割,国内铁路客车厂引进了水下等离子切割,以减少变形和提高精度。发动机气阀体早已采用填充圈等离子焊接。近十几年来粉末等离子堆焊有很大发展,可进行小熔合比的薄层料精细堆焊,能堆焊各种特种合金表面。