简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

关键词： 焊接 机器人

简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文（共8篇）

篇1：简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

汽车工业的发展是向安全性、环保性、舒适性等方向发展。在汽车工业发展的同时，汽车车身的焊接技术也有着很大的进步。汽车的焊接技术，焊接精度，焊接装备等等都成了应用在车间的流水线上的生产技术。但如果要和国外的汽车工业相比较，我国的汽车工业焊接技术需要进一步的发展和提高。

1汽车材料

在我国汽车工业中高强度钢的占用比例越来越大。高强度钢材料相对于普通钢板来说，高强度钢的焊接技术和汽车车身的冲压成形都要来得难。高强度钢的汽车成形温度范围变小，相对于普通钢来说需要成形的焊接压力也要大大的加强。这就可以改进和加强传统的焊接技术，可以利用脉冲点焊、中频点焊等技术来加强高强度钢材料的焊接技术和钢的质量。这就要求汽车工业技术的不断发展。还有铝合金材料也是对汽车工业焊接技术的`一种考验。铝合金材料相对于其他的汽车材料来说会更加的轻便。为了减轻汽车的重量，汽车工业材料还是应用到铝合金材料。但是在铝合金材料的焊接技术中也是有很大的难度。在目前来说铝合金材料的焊接技术还是以铆接、胶粘结等方法。为了减轻汽车的重量，汽车工业还开始应用了碳素纤维复合材料。这种材料的应用一般是在汽车的车身和底盘的零件上，这种材料可以将汽车重量减轻到一半以上。汽车材料的选择不同，汽车的焊接技术也会有所不同。汽车材料质量也会直接影响到汽车的焊接技术。

2焊接技术

2.1焊接技术的要求

在近年来，汽车工业发展加快，在汽车车身的焊接技术中，对焊接零件的尺寸精度要求更严格。只有严格要求焊接零件的大小，才可以减少焊接过程中的偏差和汽车零件的变形损坏。在焊接技术中对焊接的接头的性能也是严格要求的。焊接接头对于汽车的性能也是一种指标。在汽车车间生产的过程中，对汽车生产的品质也是要求很高，不能因为为了生产量而忽略品质。

2.2焊接方法

在焊接技术中现在主要的焊接方法有电阻焊、气体保护焊、激光焊。电阻焊接就是通过电极加压、电流从焊接接头的接触面及其周围产生的电阻热来进行焊接。这是一种广泛的焊接方法。焊接电流、焊接压力、电极的端面外形、穿过电极的铁磁性物质及分流等都是电阻焊接技术的难题。在这项技术里以上的每一个都是直接决定了焊接技术的成果。而气体保护焊接就是用气体作为电介质来保护焊接区的电弧焊，简单来说就是用气体来保护焊接技术的方法。在所有气体中，二氧化碳是最高效的气体保护方式。二氧化碳气体保护焊接的特点就是焊接变形小和成本低。但二氧化碳气体保护焊接还是存在了一些难题。这就要求不断的改进焊接技术。激光焊接顾名思义就是利用激光来聚焦系统，并且调焦到焊件接头处，进行能量的转换：将光能转换为热能，这就可以使金属熔化形成接头。激光焊接技术的焊接精度精准、效率高、更加的可靠、自动能力更好、成本更低。激光焊接设备最重要的就是激光器：固体激光器和气体激光器。固体激光器通过光纤传送，应用在柔性制造系统或远程加工中。气体激光器就是二氧化碳气体焊接技术。

3焊接技术的发展

随着汽车工业焊接技术的发展，自动化系统成为汽车生产业的发展趋势。机器人将会成为汽车工业生产系统上不可缺少的角色。机器人的自动化和灵活性在汽车生产中是很大的优点，将这些优点应用在汽车工业上，可以提高汽车工业生产的效率和产品的质量。因此机器人在汽车工业上得到了广泛的应用。在汽车工业焊接技术上，机器人主要是在六个自由度点焊和弧焊中应用。机器人可以储存焊钳，可以根据不同部位的焊接或者是焊接产品的变化来自动地将焊钳从储存库中转换出来。机器人在汽车工业上的应用将会是科技的主流，这一应用也将会是焊接技术发展的一大助力。在汽车工业的发展中还可以将焊机自动化、智能化、轻便化。在汽车生产车间中，自动焊机可以完成零件的传送和焊接。这样可以提高焊接技术的工作效率，还有改善了车间的工作条件，可以提高产品的质量又可以降低材料的消耗率。

在未来的科技发展中，我们也可以利用发展计算机和信息技术来促进传统焊接生产轻量化的转变。计算机和信息技术可以对机器人进行焊接技术的编程。可以减小调试的时间还有更加精确焊接过程的位置。计算机和信息技术与机器人应用在汽车工业上的发展是密不可分的。还可以通过计算机和信息技术对焊接过程进行产品质量的分析。机器人技术的应用、自动焊接的智能化自动化以及计算机和信息技术的发展都可以高效地提高焊接技术的发展。总体来说，汽车工业车身的焊接技术会越来越自动化、智能化和高效化。

4结束语

我国汽车车身的焊接技术相对于国外汽车车身的焊接技术可能有些不足。但随着我国科技的发展，汽车车身的焊接技术在机器人技术、自动化焊接和信息技术的发展中得到了很大的提高。汽车工业焊接技术是最为重要的技术，发展焊接技术就是为汽车工业作贡献。研究焊接技术是必不可少的。自动化、智能化和高效化会是汽车车身焊接技术未来发展的方向。这也是国际汽车工业的发展方向。

篇2：简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

1前言

目前国内汽车厂家采用的车身焊接技术主要是电阻焊、电弧焊、激光焊。在车身制造中应用最多的为电阻焊接技术，通过电阻点焊技术将数目众多的薄板零件连接起来形成白车身总成。由于汽车车身结构复杂，在有些部位难以实现点焊，或由于零件装配问题，厚度相差太大等因素，为了完成不同零件之间的连接，少数位置采用了电弧焊接技术。

激光焊接技术在车身制造领域应用的时间比较短，但由于其优点较多，目前已经在国外汽车公司得到大量应用，国内有些主流汽车厂家也在逐步采用。

2电阻焊技术

电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域生产的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的焊接方法。电阻焊主要分为点焊、凸焊、缝焊、对焊。在车身制造领域应用最多的电阻焊技术是点焊，其次是凸焊，在车身制造中没有应用缝焊及对焊技术。

2.1点焊技术

点焊由于生产效率高、操作简单、焊接变形小、易于实现机械化和自动化等优点，在车身制造中应用最为广泛;目前点焊工艺依然是国内外各大轿车厂家车身焊接方法中最重要的方法。通常一个轿车车身有3000～5000个焊点。焊点的装配关系主要有两种：两层钢板和三层钢板;四层钢板焊接在少数情况也可以获得合格的焊点，但其对钢板强度、钢板厚度及装配关系的要求很高，且焊接时飞溅大，焊点压痕深，焊点疲劳强度有所下降，因此四层钢板点焊需要谨慎使用。

电阻焊是电能转化为热能的焊接方法，计算公式如下。

Q=I2RT(1)

式中，Q为产生的热量;I为焊接电流;R为焊接电阻;T为焊接时间。

焊接电阻包括电极与工件之间的接触电阻、工件与工件之间的接触电阻、以及工件本身的电阻。其中接触电阻与焊接压力有直接的关系，要获得合格的焊点，需要合适的焊接压力。

形成一个合格焊点需要三个主要因素，即焊接电流、焊接时间和焊接压力。每个焊点的具体焊接参数值由钢板厚度、钢板强度、钢板镀层情况及钢板装配状态等因素综合决定。焊点质量水平是衡量车身质量的重要指标，影响焊点质量的因素较多，即零件装配状态、钢板镀锌层厚度、焊点间距、零件结构、电极对中状态、焊钳冷却状态、电极帽修磨状态、夹具是否分流、程序转换开关是否失效、焊接参数值是否合理等，在出现焊接质量问题时，应需从多方面进行分析。

2.2点焊设备

目前，点焊的设备类型主要分为两大类：手工焊钳和机器人焊钳。

手工焊钳的主要元件包括阻焊变压器、焊钳控制器、气缸、钳体、钳臂、水电气管等。手工焊钳分为分体式手工焊钳和一体式手工焊钳。分体式手工焊钳，其阻焊变压器与钳体分离，中间采用较长的次级电缆相连接，能耗比较高，价格便宜，前些年在国内汽车厂家应用十分广泛;由于不符合节能环保的要求，能耗高，次级电缆容易损坏，近些年逐步被淘汰。一体式手工焊钳，其阻焊变压器与钳体直接连接，无次级电缆损耗，价格稍高，但由于其节能、效率高、易于操作等特点，最近几年已经在国内主流汽车厂家得到大量采用。手工焊钳无论分体式还是一体式，焊钳控制器都采用了微处理器技术，根据钢板零件装配情况可以对焊接电流、焊接压力、焊接时间、电流递增台阶、电极修磨记数等参数值进行设置;其中一体式焊钳的控制器最多可以设置64套焊接参数程序，利用焊接参数程序转换开关，一把焊钳可以焊接多种不同装配的焊点;且控制器具有故障自诊断功能，当设备出现故障时，控制器会出现故障代码，极大地提高了设备维修效率。

机器人焊钳也分为两类：气动机器人焊钳和伺服电机机器人焊钳。气动机器人焊钳由气缸、钳体、阻钳变压器、具有补偿功能的浮动机构、上下电极组件及电极等部件组成。通过压缩空气驱动气缸进而带动焊钳上下电极夹紧至预先设定压力以完成焊接动作。由于气动焊钳在焊接加压时无法精确控制电极移动速度，对工件冲击较大，容易使工件产生变形、焊接飞溅、焊接时噪音较大等缺点，已经逐步被伺服电机机器人焊钳所取代。伺服电机焊钳与气动焊钳主要区别在于伺服焊钳焊接压力采用的是伺服电机驱动，用伺服电机代替气动焊钳中的气缸。伺服电机输出的是旋转运动，通过滚珠丝杠转化为焊钳电极的上下运行。在伺服焊钳机械结构中滚珠丝杠是最重要的机械元件，由丝杠、螺母、滚珠等零件组成，具有驱动力矩小、精度高、可实现低速进给及高速进给、刚性高、可逆性强等特点，保证了伺服焊钳功能的实现。

2.3凸焊技术

在车身制造领域中凸焊技术主要应用于焊接螺钉，螺母类零件或小件;通常情况下，单个车身使用的螺钉或螺母件数量超过两百个。凸焊实际上是点焊的一个变形，通常在螺钉或螺母上冲出凸点或凸环，或在小件上冲出凸点。凸焊焊接时由于电流集中，克服了点焊时因零件厚度不同而造成的熔核偏移，零件的厚度比可以超过6∶1，而点焊工艺不同零件的厚度比通常不超过4∶1。凸焊时，电极要随着凸点或凸环被压溃而迅速下降，否则会因为压力上升缓慢产生喷溅或炸电极，因此凸焊设备的电极随动性要好。在对螺钉或螺母类零件进行焊接时，焊接参数值通常采用大电流，焊接时间短，否则会容易导致螺纹变色，精度下降等问题。在焊接直径为8mm的凸环螺钉时，焊接电流需达到30000A，凸焊设备功率要比常用点焊设备功率大的多。

2.4电阻焊接技术的发展趋势—中频电阻焊

目前汽车车身的发展方向是“轻量、安全、节能”，为此镀锌钢板、高强度钢板、铝合金、镁合金等新材料越来越广泛地应用在车身制造中。传统的工频电阻焊技术已经难以满足新材料的焊接要求。使用传统的工频电阻焊设备焊接镀锌钢板和高强度钢板，容易造成焊接飞溅，电极粘连，焊接毛刺等缺陷。中频电阻焊由于动态响应速度快、控制精度高、焊接电流脉动小、加热集中、焊接质量稳定等优点，能够很好满足镀锌钢板和高强度钢板焊接的技术要求，正在逐步应用在车身制造中。

中频电阻焊机工作原理，由三相交流电(380V/50Hz)经整流电路和滤波电容转换成500V左右脉动直流电，再经由功率开关器件组成的逆变电路转换成中频方波(1000Hz)，然后输入变压器降压后，经大功率二极管整流成直流电供给电极对工件进行焊接。逆变器通常采用电流反馈脉宽调制(PWM)获得稳定的恒电流输出。

中频电阻焊的主要优点如下。

a.与工频交流电流相比，由于中频逆变直流电流没有明显的峰值电流，电流波形平直，减少了焊接飞溅，提高了焊接质量。

b.三相负荷均衡，不受电网波动的影响，即使在网压波动+15%情况下，仍可将焊接电流精度控制在2%以下，且功率因素高。

c.中频变压器体积小、质量轻，输入热量低，便于使用一体化焊钳。尤其运用于机器人点焊操作时，可减轻机器人的负荷，而使用工频焊接控制器时则需要载荷能力更大的机器人。

d.中频焊接控制器的调节反馈控制周期为千分之一秒，响应速度是工频焊接控制器的20倍，能瞬时分析及调整焊接参数，焊接质量控制更精确。

根据现场经验可知，中频电阻焊的焊接质量得到提高，焊接飞溅有大幅度的下降;不过能耗降低及电极帽寿命延长的优点并没有能够体现出来。

3电弧焊技术

电弧焊在车身制造应用时工件容易变形，尺寸不易控制，通常只有在难以实现点焊工艺的时候，才使用电弧焊技术来实现零件的连接。目前国内大多的汽车整车厂采用电弧焊工艺熔化极气体保护焊，它包括CO2气体保护焊、MAG焊、MIG焊。

除了熔化极气体保护焊之外，还有一种特殊的电弧焊工艺，即电弧螺柱焊。

3.1熔化极气体保护焊

熔化极气体保护焊是采用连续等速送进可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝和母材金属，形成熔池和焊缝的焊接方法。根据不同的保护气体和焊丝，熔化极气体保护焊分为CO2气体保护焊、MAG焊(保护气体为氩气加少量CO2或O2)，及MIG焊(保护气体为氩气或氦气)。

由于CO2气体保护焊具有焊接速度快，成本低及易与全位置焊接等特点，在大多数汽车厂家应用最广泛，其缺点为飞溅大、烟尘大、焊缝成型不良、冲击韧性低。与CO2气体保护焊相比，MAG焊电弧燃烧稳定，飞溅小，焊缝成型美观，冲击韧性好;同时还克服了纯氩气保护时的表面张力大，液体金属粘稠等问题。由于保护气体成分主要是氩气，MAG焊的使用成本比CO2气体保护焊的使用成本要高。MAG焊和CO2气体保护焊的焊丝通常采用H08Mn2SiA，低碳钢中填加了硅锰元素以补偿电弧燃烧时引起的焊缝合金元素的烧损。轿车车身零件厚度通常在0.67～3.0mm之间，对于厚度小于1.0mm的工件来言，使用MAG焊容易引起工件烧穿现象;为了减少工件烧穿现象的发生，一些汽车厂家在厚度小于1.0mm的工件上采用了MIG焊。MIG焊的焊丝成分为铜铝合金，保护气体为纯氩气。MIG焊和MAG焊不同点为MAG焊是熔焊，而MIG焊是高温钎焊，在焊接过程中，通常工件(低碳钢)不熔化，铝青铜焊丝熔化滴到工件接口，熔化的金属液体填充到工件缝隙中。从使用的效果来看，MIG焊在焊接厚度小于1.0mm的工件时，避免了工件易烧穿现象。使用MIG焊接工件，成本比较高，且钎焊焊接接头强度不如熔焊接头。

对于熔化极气体保护焊来说，如何精确控制熔滴过渡，减少或避免飞溅问题，一直是广大焊接工作者关心和研究的问题。随着焊接电源从电磁控制式发展到逆变式，这个问题得到了很大的改善。电磁控制式焊接电源是利用电感效应来调节焊接过程中电流、电压，动态响应速度慢;逆变电源是利用电子电容器来控制焊接过程中电流、电压的变化，动态响应速度很快，可以实时控制熔滴过渡过程，最大限度地避免飞溅现象。目前国内外电焊机厂家开发出了各具特色，性能优异的逆变弧焊机。

3.2螺柱焊

螺柱焊接具有快速，可靠、操作简单等优点，可以替代铆接、钻孔等工艺。国内某汽车厂家的一个车身，螺柱使用量达到200个。螺柱焊主要有储能式(电容放电)和拉弧式两种方式。储能式螺柱焊，焊接时间、焊接电流不可调，熔深很浅，在汽车行业的应用很少。目前汽车行业应用最多的是拉弧式螺柱焊，螺柱接触工件后，扣动焊枪开关，螺柱被拉起，离开工件，然后工件与螺柱之间产生电弧，电弧产生的热量熔化螺柱顶部法兰和工件表面，随后螺柱下降浸入工件表面形成的.熔池里，设备断电，熔池冷却形成焊接接头，焊接完毕。螺柱焊接时间非常短，以ms为单位，通常在20～40ms之间，汽车行业采用的这种螺柱焊接工艺也称为短周期螺柱焊。

螺柱焊设备焊接电源现在以逆变式电源为主，已经基本替代了晶闸管控制弧焊整流器电源。螺柱焊枪已经从气动发展到电动，可通过弹簧的伸缩来控制螺柱的提升、下降过程，发展到伺服电机控制螺柱的运动，精确控制螺柱的运动行程，提高了螺柱焊接质量。现在螺柱焊接技术发展较快，自动化程度高，广泛采用了计算机技术、模糊系统、专家系统程序等智能控制系统技术。螺柱焊设备不仅能精确设置和记录、储存焊接参数，而且能对焊接过程进行实时检测，具有故障自我诊断专家系统，并能自动调节焊接参数，以保证焊接质量;且1台焊接主机可以最多带5把焊枪工作，极大地提高了焊接主机的利用率。

国内汽车行业的螺柱焊机主要依靠进口，存在价格高、维修成本高的问题。目前通过国内焊接技术人员的不断攻关，深圳和天津已经有焊机设备厂家研制出可用于汽车行业使用的螺柱焊接设备，螺柱焊接质量可以满足生产要求;填补了国内螺柱焊设备制造领域的空白。

4激光焊接

由于激光焊接具有能量密度高、工件变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来已经成为金属材料加工与制造的重要手段。越来越广泛地应用在汽车、航空航天、国防工业、造船、海洋工程、核电设备等工业领域。

汽车制造领域是当前最大规模使用激光焊接技术的行业，从汽车零部件生产到车身制造，激光焊接已经成为汽车制造的重要焊接方法。激光焊接在汽车车身制造中的应用主要包括激光拼焊板、激光钎焊、激光熔焊。

4.1激光拼焊板

激光拼焊板技术根据车身不同部位的性能要求，选择强度等级相同或不同，厚度不同的钢板，通过激光裁剪和拼焊在一起，然后再冲压成车身零件。激光拼焊技术优点为减少了零件及模具的数量、缩短设计及开发周期、减少材料浪费;合理使用不同级别、厚度和性能的钢板，减少车身重量、降低制造成本、提高尺寸精度、提高车身结构刚度和安全性。

蒂森克虏伯公司与大众公司合作，最早把此项技术应用在奥迪100的地板拼焊上。到目前为止，世界上几乎所有的著名汽车制造商都大量采用了激光拼焊技术，所涉及的汽车结构件如行李箱加强板、行李箱内板、减震器支座、后轮罩、侧围内板、前地板、前纵梁、保险杠、横梁、轮罩、车门内板、中立柱等。

4.2激光钎焊

激光钎焊也称激光填丝钎焊，其基本原理为激光发生器发出的激光束聚焦在焊丝表面上加热，使焊丝受热熔化(工件未熔化)成高温液态金属浸润工件连接处，填充接头间隙与工件结合，液态金属冷却后，形成焊缝。通常采用的焊丝为直径1.2mm的CuSi3焊丝，其熔点950℃左右，被焊工件为低碳钢镀锌板(钢板熔点1400℃以上)，在焊丝熔化的情况下，工件不熔化。

激光钎焊目前主要用于汽车顶盖、行李箱盖等车身的可视工件焊接中。很多主流汽车厂家在中高档车型中都应用了此项技术，国内某车型激光钎焊应用见图8。以顶盖的激光钎焊为例，与电阻点焊相比的主要优点如下。

a.搭接凹槽长度由40mm减少到5mm以内，减轻了车身质量，可以节能降耗。

b.顶盖单侧的激光钎焊缝通常在1.5m左右，是连续的金属连接，提高了车身的连接强度，进而增强了车身安全性。

c.点焊需要涂胶工艺，激光钎焊不需要涂胶工艺，在减少工艺内容的同时降低了制造成本。

d.搭接凹槽无须使用装饰条，减少了零件数量，降低了制造成本，提高了车身的美观度。

e.由于是局部加热，工件热影响区小，提高了车身安全。

f.正离焦方式加热，加热带宽，无飞溅，填充剂熔化后自然浸润，焊缝外观质量良好。

g.光束容易传输和控制，因而容易实现自动化，位置精度高。

激光钎焊系统主要包括激光器、激光传输光纤、激光焊接头、机器人、工装夹具、送丝机、自动化控制电柜等。其具体工作过程为工件在焊装夹具上就位后，焊接工装夹紧工件，机器人得到信号指令，运动到起焊位置，然后送丝机得到信号进行送丝，激光器得到信号发出激光，激光经过传输光纤到达激光焊接头，由激光焊接头把激光照射在焊丝和焊接区域，焊丝被加热熔化浸润工件连接处，机器人带着激光焊接头和送丝机构末端，按照设定的轨迹运动，整个焊接工作完成后，送丝机停止送丝，激光器停止工作，机器人返回待机位置，焊装夹具自动打开，整个工作循环结束。

激光钎焊是一种高精度、高自动化、高柔性的焊接工艺，其焊接质量的控制难度比较高，要实现完美的焊接质量，不仅需要先进的设备，更需要与之匹配的工艺参数，其工作过程中的每个参数公差范围窄。重要的工艺参数主要包括送丝角度、光斑直径、激光功率、焊丝预热电流、送丝速度和焊接速度等。这些工艺参数需要通过不断的调试和摸索，合理匹配，才能取得良好的焊接质量。另外工件尺寸的稳定性和焊接夹具的重复精度对焊接质量也有着重要的影响。

4.3激光熔焊

激光熔焊与激光钎焊不同，工件被快速熔化，通常不需要使用焊丝。基本原理：金属在激光的照射下，被迅速加热，其表面温度在极短时间内升高到沸点，金属发生汽化。金属蒸汽在一定的速度离开金属熔池表面，产生一个反作用力于熔化的金属，使其向下凹陷，在激光光束下产生一个凹坑。激光直接射入凹坑底部，形成一个细长的小孔。当金属蒸汽的反作用力与液态金属的表面张力和重力平衡后，小孔将不再继续深入。小孔随着激光束在焊接方向前进，金属在小孔前方熔化，绕过小孔流向后方，重新凝固结晶形成焊缝。

目前欧美主流汽车厂家对激光熔焊的使用比较多，在车门内板、前地板、侧围内板等得到应用。国内某车型在车门内板焊接应用了激光熔焊。激光熔焊基本上可以替代电阻点焊，并且具有以下优势。

a.热量集中，焊缝“深宽比”大，热影响区小，工件变形很小，无需焊后处理。

b.焊缝质量好，强度高，提高了车身强度和安全性。

c.光束易于控制，焊接速度快，适合柔性化生产，生产效率高。

d.可焊材料范围广，可以进行异种材料焊接。

e.搭接面宽度小，节省材料，并可以减重降耗。

激光熔焊系统主要包括激光器、激光传输光纤、激光焊接头、机器人、自动化控制电柜等。与激光钎焊相比，不需要焊丝填充，没有送丝机构。激光熔焊时，工件被快速加热溶化，焊接质量控制相对激光钎焊来说，难度更大，对被焊工件的尺寸稳定性和工装夹具的定位精度及重复性精度要求特别高。主要的工艺参数包括焊接速度、激光功率、焦距、光斑直径等。工件通常是镀锌钢板，在焊接过程中，锌镀层特别容易汽化，对焊接质量影响比较大;为了让汽化的锌金属顺利挥发，通常在零件冲压时，会在焊接部位冲压出一段高度很小的凸台，这样在工件在搭接的时候，工件之间就会存在一定的间隙，可以使锌在焊接过程中顺利挥发，减少焊缝气孔的产生;根据经验，最佳的间隙量为0.2mm左右。

4.4激光器的现状及发展趋势

对于激光焊接系统来言，核心设备是激光器。目前应用于汽车工业的激光器主要有两大类：第一类是CO2气体激光器，是最早应用于车身焊接的激光器，效率较高，光束质量较好，但波长较长，10.6um，无法通过光纤传输，不够灵活;第二类是固体(Nd：YAG)激光器吗，效率较低，光束质量差一些，输出功率较小，可满足车身薄板的钎焊和熔焊，波长为1.06um，可以通过光纤传输，与CO2气体激光器相比可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统，近年来已经逐步取代了CO2气体激光器。国内的车身生产线，引入激光焊接技术的时间比较晚，通常采用的是功率为4kW的固体(Nd:YAG)激光器。

最近几年，科研人员又研发成功了新型的固体激光器，光纤激光器和碟片激光器，都是利用掺Yb晶体作为增益介质(Yb:YAG)，不过几何形状不同，光钎激光器采用又长又薄的几何形状，碟片激光器采用盘状几何形状。与固体(Nd:YAG)激光器相比，新型激光器的光电转换效率高，光束质量高，维护成本低。目前光钎激光器和碟片激光器已经成功应用在汽车车身焊装生产线上，除了激光熔焊和钎焊外，还可以通过与光学扫描系统相结合，实现激光远程焊接。在车身焊接领域，固体(Nd:YAG)激光器在不远的将来会被新型固体(Yb:YAG)激光器所取代。

5焊接机器人技术

焊接机器人是本体独立、动作自由度多、程序变更灵活、自动化程序高、生产效率高的焊接设备;是焊接自动化技术的革命性飞跃，它突破了传统刚性的自动化方式，可以进行多品种车型混流的柔性化生产。目前国内外应用在汽车行业的绝大多数机器人是示教再现型机器人，它在示教过程中自动记录每个动作的位置、姿态、运动参数、工艺参数等;示教完成后，只需给机器人一个启动命令，它就可以十分精确地重复示教内容。

汽车行业点焊机器人数量占焊接机器人总量的80%左右，由机器人本体，点焊焊接系统，控制系统三大部分组成。机器人本体应用最多的是全关节6轴机器人。机器人控制系统由焊接控制部分和机器人本体控制部分组成;焊接控制部分实现控制电极加压、通电焊接、程序转换等功能;本体控制系统实现示教再现、焊点位置和精度控制。点焊焊接系统由焊接控制器，焊钳(含阻焊变压器)，水、电、气等辅助部分组成。点焊机器人在国内外汽车公司应用极为普遍。

除了点焊之外，熔化极气体保护焊、螺柱焊等各种焊接设备也正在和机器人相结合，逐步应用在车身生产线中，手工操作的相关工位正在被机器人所取代。当然激光焊接设备也需要与机器人相结合才能在车身生产线上应用。机器人在车身生产线的大量使用，大大减轻操作工人的劳动强度，提高了生产线的自动化水平。据报道，国外某汽车厂家已经建成全自动的焊装车间，点焊、弧焊、激光焊、涂胶、包边、零件搬运等所有加工工序由机器人来完成，整个车间没有操作工。

6结束语

篇3：刍议汽车车身焊接技术现状及发展

1 汽车材料

在我国汽车工业中高强度钢的占用比例越来越大。高强度钢材料相对于普通钢板来说,高强度钢的焊接技术和汽车车身的冲压成形都要来得难。高强度钢的汽车成形温度范围变小,相对于普通钢来说需要成形的焊接压力也要大大的加强。这就可以改进和加强传统的焊接技术,可以利用脉冲点焊、中频点焊等技术来加强高强度钢材料的焊接技术和钢的质量。这就要求汽车工业技术的不断发展。还有铝合金材料也是对汽车工业焊接技术的一种考验。铝合金材料相对于其他的汽车材料来说会更加的轻便。为了减轻汽车的重量,汽车工业材料还是应用到铝合金材料。但是在铝合金材料的焊接技术中也是有很大的难度。在目前来说铝合金材料的焊接技术还是以铆接、胶粘结等方法。为了减轻汽车的重量,汽车工业还开始应用了碳素纤维复合材料。这种材料的应用一般是在汽车的车身和底盘的零件上,这种材料可以将汽车重量减轻到一半以上。汽车材料的选择不同,汽车的焊接技术也会有所不同。汽车材料质量也会直接影响到汽车的焊接技术。

2 焊接技术

2.1 焊接技术的要求

在近年来,汽车工业发展加快,在汽车车身的焊接技术中,对焊接零件的尺寸精度要求更严格。只有严格要求焊接零件的大小,才可以减少焊接过程中的偏差和汽车零件的变形损坏。在焊接技术中对焊接的接头的性能也是严格要求的。焊接接头对于汽车的性能也是一种指标。在汽车车间生产的过程中,对汽车生产的品质也是要求很高,不能因为为了生产量而忽略品质。

2.2 焊接方法

在焊接技术中现在主要的焊接方法有电阻焊、气体保护焊、激光焊。电阻焊接就是通过电极加压、电流从焊接接头的接触面及其周围产生的电阻热来进行焊接。这是一种广泛的焊接方法。焊接电流、焊接压力、电极的端面外形、穿过电极的铁磁性物质及分流等都是电阻焊接技术的难题。在这项技术里以上的每一个都是直接决定了焊接技术的成果。而气体保护焊接就是用气体作为电介质来保护焊接区的电弧焊,简单来说就是用气体来保护焊接技术的方法。在所有气体中,二氧化碳是最高效的气体保护方式。二氧化碳气体保护焊接的特点就是焊接变形小和成本低。但二氧化碳气体保护焊接还是存在了一些难题。这就要求不断的改进焊接技术。激光焊接顾名思义就是利用激光来聚焦系统,并且调焦到焊件接头处,进行能量的转换:将光能转换为热能,这就可以使金属熔化形成接头。激光焊接技术的焊接精度精准、效率高、更加的可靠、自动能力更好、成本更低。激光焊接设备最重要的就是激光器:固体激光器和气体激光器。固体激光器通过光纤传送,应用在柔性制造系统或远程加工中。气体激光器就是二氧化碳气体焊接技术。

3 焊接技术的发展

随着汽车工业焊接技术的发展,自动化系统成为汽车生产业的发展趋势。机器人将会成为汽车工业生产系统上不可缺少的角色。机器人的自动化和灵活性在汽车生产中是很大的优点,将这些优点应用在汽车工业上,可以提高汽车工业生产的效率和产品的质量。因此机器人在汽车工业上得到了广泛的应用。在汽车工业焊接技术上,机器人主要是在六个自由度点焊和弧焊中应用。机器人可以储存焊钳,可以根据不同部位的焊接或者是焊接产品的变化来自动地将焊钳从储存库中转换出来。机器人在汽车工业上的应用将会是科技的主流,这一应用也将会是焊接技术发展的一大助力。在汽车工业的发展中还可以将焊机自动化、智能化、轻便化。在汽车生产车间中,自动焊机可以完成零件的传送和焊接。这样可以提高焊接技术的工作效率,还有改善了车间的工作条件,可以提高产品的质量又可以降低材料的消耗率。

在未来的科技发展中,我们也可以利用发展计算机和信息技术来促进传统焊接生产轻量化的转变。计算机和信息技术可以对机器人进行焊接技术的编程。可以减小调试的时间还有更加精确焊接过程的位置。计算机和信息技术与机器人应用在汽车工业上的发展是密不可分的。还可以通过计算机和信息技术对焊接过程进行产品质量的分析。机器人技术的应用、自动焊接的智能化自动化以及计算机和信息技术的发展都可以高效地提高焊接技术的发展。总体来说,汽车工业车身的焊接技术会越来越自动化、智能化和高效化。

4 结束语

我国汽车车身的焊接技术相对于国外汽车车身的焊接技术可能有些不足。但随着我国科技的发展,汽车车身的焊接技术在机器人技术、自动化焊接和信息技术的发展中得到了很大的提高。汽车工业焊接技术是最为重要的技术,发展焊接技术就是为汽车工业作贡献。研究焊接技术是必不可少的。自动化、智能化和高效化会是汽车车身焊接技术未来发展的方向。这也是国际汽车工业的发展方向。

摘要：随着时代的发展,汽车从一开始比较笨重到现在的轻盈舒适体现了汽车工业技术的提高,逐步向低碳环保方向发展。应用在汽车上的材料也在不断的改进,汽车的焊接技术随之也在不断的发展。在汽车工业上,激光焊接是最为广泛的应用之一。高强度钢也是广泛的应用在汽车上的。汽车的焊接精度、焊接技术是文章将要探讨研究的方向。

关键词：汽车材料,焊接技术,焊接技术的发展

参考文献

[1]张晓胜.一汽轿车轻量化技术[A].2009年中国汽车工程学会制造分会年会论文集[C].安徽:中国汽车工程学会制造分会,2009.

[2]罗峰.李晓荣.浅析轿车白车身尺寸一致性控制方法[A].2009年中国汽车工程学会制造分会年会论文集[C].安徽:中国汽车工程学会制造分会,2009.

篇4：简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

【关键词】车身制造；现状；发展趋势

随着人民生活水平的不断提高，汽车的逐渐趋于普及，汽车工业得到了飞速发展，同时也推动了汽车制造水平的不断提高。最近几年以来，大量的工业机器人装备被引入我国汽车制造业中，这种生产线自动化的实现，是制造技术的大幅度提升，也是汽车质量提升的动力源。

一、汽车车身制造技术的现状

随着改革开放的不断深入，我国的经济实力有了很大提高，科技创新能力也有了长足发展，涌现出一大批汽车制造企业，如吉利、奇瑞、比亚迪、东风、长城、北汽、长安等，其产品在国内市场的销量逐渐提高。我国已经成为世界汽车生产第一大国。随着汽车的普及，人们对汽车的质量要求也越来越细致，为满足日益提高的需求，汽车制造业加强制造技术的研发，加快对制造技术的改造，增强人员素质培养。汽车车身制造作为汽车整车的重要部分，车身的个性化设计、多样化设计在逐渐成为汽车制造中的主导。目前，车身制造成本在整车的制造成本中比重较高，一般货车的车身质量所占的比例最少约16%，上限大约在30%；轿车和客车的车身质量所占的比例最少约40%，上限大约在60%。在实际制造中，有的可能还会稍高于上限。所以，仍然迫切需要车身制造寻找更加节约材料成本，提高美观和工作性能的创新技术。车身的改变促进汽车的更新，其生产能力的提高决定着汽车整车的生产能力，因此，在我国汽车行业中，只有通过最新制造技术的研发和应用，降低车身制造成本，才能在汽车制造业中立于不败之地。

二、汽车车身制造技术的特点

汽车车身制造包含汽车从设计、冲压、压铸、零部件制造工艺和焊接到工厂的物流，以及技术的创新研发等多个方面。汽车车身制造的冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺和总装工艺并称为四大工艺技术。汽车车身制造技术涉及多个学科的知识，主要具有实用性、集成性和系统性的特点。（1）实用性。车身制造技术的发展是以满足人们对汽车的美观、个性化以及多样化等方面的要求为基础的，因此车身制造技术首先必须是一种实用技术，通过实用技术的提高，可以让汽车制造企业快速适应市场需求，提高市场竞争力，进而带动整个汽车制造业的发展，最终国家的综合实力也将得到进一步提高。（2）集成性。汽车车身制造涉及电子、机械、材料管理和信息等多个学科，而且随着制造技术的不断发展，各学科之间的界限已经淡化或者消失，专业之间已经相互渗透，技术的集成化已经成为一大特点，有利于推动车身制造的技术、质量的多方面的提升。（3）系统性。汽车车身制造在整车制造中不是独立存在的，它关系着整个汽车制造的多个内容，涉及了汽车产品的设计、生产过程中应用的设备、加工制造、销售维修等，是一项系统工程。其技术水平直接影响制造生产过程中信息的生成、采集、传递以及反馈、调整、物质流、能量流。

三、汽车车身制造技术的发展趋势

（1）数字化管理。汽车车身制造技术的信息化发展，主要是数字化系统的提升，目前，随着数字化工厂、CIMS概念的深入，人们已经应用了CAX（CAD，CAPP，CAE，CAM）系统、PDM系统、MPII系统、ERP系统等，对产品进行数字化的设计和仿真，自动加工，物流、资金、人力等数字化的管理。（2）智能化系统。工业机器人在汽车制造业的应用，使汽车制造技术得到了迅猛发展，制造过程中智能化系统也得到了广泛提升和应用，解决了汽车制造系统中存在的多个问题，将人工智能、模糊控制、计算机技术、管理科学等多种先进技术和科学的方法融合，其适应性非常强，友好性特别高。（3）虚拟化制造。通过虚拟设计、虚拟装配、虚拟加工，在计算机内完成汽车制造过程的仿真研发，发现问题，创新技术，有效降低了汽车成本，缩短了新产品的研发周期，产品的竞争力得到有效增强。（4）绿色化环保。随着全球环境的恶化，绿色环保制造观念也渗透到汽车制造业中，如何在保证产品的质量、成本、功能的情况下，减少污染，降低能量消耗，已经成为每一个汽车制造企业努力探索的方向。

综上所述，汽车车身制造技术的飞速发展，必须结合国情，协同集成、自主创新，共同努力，推动我国从汽车制造大国向汽车制造强国进军。

参考文献

[1]许瑞麟，朱品朝，于成哉，熊万里.汽车车身焊接技术现状及发展趋势[J].电焊机.2011，40（5）：1～18

[2]虞耀君，马明亮，丁志华.汽车模具先进制造技术现状与行业发展趋势[J].制造技术与机床.2010（5）：1～3

[3]李克强.汽车技术的发展动向及我国的对策[J].汽车工程.2009，31（11）：1～12

篇5：简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

一、焊接机器人的组成

焊接机器人是集机械、计算机、电子、传感器、人工智能等多方面知识技术于一体的现代化、自动化设备。焊接机器人主要由机器人和焊接设备两大部分构成。机器人由机器人本体和控制系统组成。焊接设备以点焊为例, 则由焊接电源、专用焊枪、传感器、修磨器等部分组成。此外, 还有相应的系统保护装置。

二、焊接机器人对车身焊接的现状

从本质上讲焊接是使用局部加热或加压, 或同时加热、加压的方法, 使连接处的金属变成塑性状态或熔化, 在原子间的结合力作用下把两个或多个金属工件连接到一起的过程。汽车车身焊接生产线的发展通过从手工、 (半) 自动刚性、 (半) 自动柔性等不同阶段, 现已慢慢成熟。目前, 国内应用于汽车车身的焊接方法多种多样, 最广泛常用的是电阻焊工艺。而在国外激光焊接机器人已经大量投入于生产中。

三、电阻焊工艺

汽车车身制造中最常用的焊接方法是电阻焊。它是对位于两极之间的工件施加一定的压力, 当通电进行焊接作业时, 工件电阻会产生大量热量使焊接处形成局部熔化, 断电凝固后, 在压力的作用下形成固定的焊点。

电阻焊的种类繁多, 按工艺方法来分, 有电阻点焊、电阻凸焊等。目前, 在汽车车身制造中应用最广的焊接方法就是电阻点焊, 特别是轿车的车身具有4000~6000个电阻点焊点, 是一个典型的点焊结构件。

四、激光焊接技术

激光技术简单地说是利用激光聚焦装置发出巨大能量的聚集光束, 当这聚集光束所产生的焦点靠近工件时, 工仵就会在短时间之内熔化乃至蒸发, 激光焊接技术就是应用了这一原理。激光焊接技术是当一定功率密度的激光照射到金属工件表面时, 工件迅速熔化甚至气化, 通过蒸汽压力的作用, 被溶化处形成的小孔使激光束可直达孔底, 直至小孔内的蒸气压力与液体金属的重力和表面张力相平衡。当进行激光焊接时, 小孔跟随着激光束做同样的移动, 处于小孔前的熔化金属会绕过小孔到达后方, 从而冷却形成焊缝。

激光焊接技术比起传统的点焊技术有其独特的优点:

1) 焊接工艺性好, 可以焊接异种金属也可以焊接深宽差别比较大的焊缝。2) 焊接质量高, 由于激光焊接是一种非接触工艺, 因此消除了电极帽、电缆和电极杆的高频率维护和更换, 同时这种非接触特性也解决了在电阻点焊中产生的零件变形、损坏等一系列影响。3) 易实现自动化, 激光焊接装置方便与其它装置配合, 实现自动化焊接。目前激光焊接技术在许多先进国家的汽车工业中得到广泛应用, 在中国目前仍处于推广应用中。

五、焊接机器人的发展趋势

汽车工业从产生到现在, 作为工业国家的一个经济指标, 在国民经济发展中具有不可掂量的地位, 反映了一个国家的综合工业水平的能力, 在国家发展中发挥着十分突出的作用。从历史上看, 从工业化中期到完成工业化和现代化, 每一个大国都是靠汽车工业的高速发展来带动完成这一过程的。汽车工业可以创造大量的岗位和制造商、提高国民生产总值以及带动相关产业发展、促进新技术发展等, 对国家经济发展和社会进步有着关键作用。近年来, 随着消费者对车外观的独特见解和个性化追求, 汽车制造商的竞争越来越烈, 车型 (车身) 更新换代周期变得越来越短, 传统的单一生产线模式已经无法满足新型生产模式的要求, 生产模式正在向着小批量、效率化、多样化、个性化发展。汽车制造商若要把握商机, 占据市场有利位置, 就必须积极的引进和采用先进的加工制造技术。

从机器人技术的发展方向看, 焊接机器人和其他工业机器人具有一样的共性, 在提高效率的同时向多样化和智能化方向发展。具体而言, 重点表现在以下几个方面:

1) 机器人操作结构。通过现代设计的方法, 如研发轻质高强度材料等, 优化设计其操作结构, 解决设备产生动荡和提高汽车车身焊接速度等问题。2) 机器人控制系统。开发开放式结构机器人控制器从而解决对结构封闭的机器人控制器的缺陷;采用模块化结构, 优化控制柜的体积, 进一步提高控制系统的易操控性和可信赖性;基于计算机标准化、网络化控制器发展。此外可以增加能够控制的轴数, 进一步的提高焊点的正确性。3) 机器人传感技术。开发多样化传感器以及实用化传感系统, 提高焊点质量实现焊接时焊点自动追踪和车身焊接时各结构的自动定位等从而解决精度问题为确保焊接质量零缺陷达到可能。4) 网络通信功能。随着网络通信技术对控制系统的开发, 开发基于网络的机器人控制系统。如采用无线通信技术控制焊接机器人从而减少甚至避免人对焊接条件的恶劣性。5) 虚拟机器人技术。虽然焊接机器人有效的减轻了工人的劳动强度, 但是在设计时焊接机器人的末端与工件接触是否正确、运行是否平稳、能否保质保量的完成焊接等是一个关键。虚拟机器人技术是使操作者置身于远端环境中虚拟仿真作业, 找出设计的不足, 提高焊接机器人在工作过程的能力。

六、结论

随着计算机技术、自动化技术、网络信息技术等高新技术的发展和应用, 传统的制造业在生产组织方式上已经发生了巨大的改变, 已有的传统制造技术面临着新的格局。焊接机器人的发展就是一个很好的例子, 它减轻了劳动工人的强度、提高了工作效率、改善焊点的质量以及焊接的恶劣条件。焊点机器人的发展已有一些历史, 但在国内的发展与国外仍然很大差距, 大多数先进的车身焊接生产线都是靠国外技术。面对新时期、新挑战, 我们要借鉴国外的技术, 研发具有自主产权的新型焊接机器人设备。

摘要：近年来随着焊接机器人的大量投入, 汽车车身制造实现了在一条焊装生产线上完成不同车型的快速焊接, 大大提高了车身生产的自动化水平及生产效率, 同时显著降低了新车型的研发成本。文章通过分析焊接机器人的组成、现状、发展和对车身焊接时的特点等来描述其意义。

篇6：简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

关键词：汽车车身；焊接夹具；设计规律；设计问题

对汽车车身来说，其焊接夹具的设计同时具备规律性和特殊性两方面的特征，规律性主要来源于设计过程中对设计经验的高要求，特殊性则来源于汽车车身本身的发展变化。因此，为汽车车身设计焊接夹具是一项相当复杂的工作，一方面要从过往经验中总结不变的设计规律，提高设计效率，另一方面要积极了解新型汽车车身的新特点，根绝新特点和新需求调整设计方式。为了同时实现这两方面的要求，必须了解焊接工艺特征、汽车车身变形特点、产品结构、装配要求等因素，这样才能實现焊接夹具设计的综合化、全方位化。

1.汽车车身的焊接夹具设计问题

焊接夹具的常见设计问题与设计难点基本都来源于汽车车身的自身结构特征。具体来说，包括以下三点：

1.1车身结构复杂引起的焊接设计构图问题

汽车车身均为空间壳体，需要使用薄板冲压件进行装焊，这种壳体有两方面的要求，一方面是物理性能要求，壳体必须具备足够的刚性，另一方面是造型美观要求，该要求随着人们审美观的改变而不停变化。为了满足这两方面的需求，车身零件大多是拉延形成的空间曲面体，形状和结构都非常复杂。而焊接夹具设计必须依照车身的实际结构形状进行设计构图，一旦车身形状和结构的复杂程度过高，焊接夹具的设计构图就会非常困难。

1.2车身刚性低下引起的焊接过程变形问题

如上文所述，汽车的车身壳体有刚性要求，但组成汽车车身的基本都是薄板冲压件，虽然也具备一定的刚性，但远不如普通的机械加工件，尤其是大型冲压件，在单独存在时非常容易变形。所以在设计其焊接夹具时不只要考虑夹紧程度，还要考虑焊接完成前的冲压件承受能力，一旦出现变形，整个焊接夹具设计相当于失败了。

1.3车身三维特征引起的焊接尺寸标注问题

不同于各种平面式工件的焊接夹具设计，汽车车身的焊接具有非常强的三维空间特征，而且三维跨度非常大，这为焊接夹具设计中的尺寸标注带来了一定的困难。为了保证焊接夹具能完全符合尺寸要求，必须事先针对车身的产品图进行三维的空间坐标标注，为焊接夹具的空间尺寸特征提供必要的数据参数。但三维的空间坐标标注比二维困难许多，对精度的要求也更高，这为焊接夹具设计的前置准备工作带来了一定的困难。根据实际经验可知，部分焊接夹具的尺寸设计失误就源自三维坐标的标定失误。

2.汽车车身的焊接夹具设计规律

2.1焊接夹具设计的精度控制规律

在焊接夹具的设计中，精度控制可以分为两部分，第一部分是车身本身的装配精度，该精度又分外观精度、骨架精度两类，前者指车门间隙面差，后者则是三维坐标值。设计出的焊接夹具必须在满足工序件焊装要求的同时令上述两种焊装精度得到满足。第二部分则是针对焊接夹具本身的精度标准，通常情况下，生产单位会对坐标线、底板基准槽、定位销、各类支撑件等做出各种参数上的精度要求，比如尺寸、形状、精度、公差等，焊接夹具的自身精度不能超出这些标准的限制。

2.2焊接夹具设计的六点定则规律

六点定则是一种对焊装件六个方向上的运动自由度加以限制的设计模式，但许多人在将其实际应用于焊接夹具设计时存在一定的误区。因为车身的焊接夹具属于薄板焊装夹具，所以有人认为六点定则规律不适用，事实上，六点定则在车身的焊装夹具设计中属于最常见的设计规律。另外，由于超定位现象的存在，有人在设计焊接夹具时，将全部方向的自由度限制职责都设计为夹具承担。但事实上，通过制件之间的彼此制约来限制自由度也是可以的，所以可以利用这一规律节省焊接夹具的数量，控制生产成本。

2.3焊接夹具设计的分块定位规律

车身的焊接不只包括一个部分，因此在设计焊接夹具时也要考虑到车身的分块定位。虽然分块方式会随着车型的差异而有所不同，但定位需要遵循的规律大致一致，具体可以包括以下三点：其一是门洞部分的装配尺寸必须加以确保，如果总成焊接没有侧围分块，则和前后立柱相关的分装夹具必须前后立柱定位，如果有侧围分块，则侧围的焊接夹具才是形成门洞的正确位置。其二是前后悬置孔必须要保证精度，底板悬置孔的冲压位置通常是底板的加强梁，所以装焊时的悬置孔相对位置必须精准，否则车身和车架无法顺利连接。其三是前后风窗口有很高的装配尺寸要求，其形成位置或者位于总装夹具，或者位于分装夹具，设计夹具时务必要予以考虑。

2.4焊接夹具设计的结构夹紧规律

车身的焊接夹具具有一些共同的结构特点和夹紧特点，在设计时有所掌握的话可以提高设计效率。从结构特点来看，车身的总装夹具在右侧围、左侧围、底板三处平面均要加工上坐标线与基准槽，在之后的夹紧组合阶段，装配和检测都依照基准槽进行，最终才能形成完整的夹具。从夹紧特点来看，因为焊接需要同时加工两个工件，所以夹紧点的数量普遍很多，而且由于车身是薄板冲压件，所以在设计时要注意让夹紧力的作用点落于支承点，如果夹紧力作用点落在支承点平面上，除非工件具备足够的刚性，否则工件有很大可能脱离定位标准甚至直接弯曲。

3.结语

总体来说，汽车车身的焊接夹具设计并不是一项独立的工作，前置的冲压件和工序件的设计安装对焊接夹具设计会造成影响，而焊接夹具设计又会影响后续的实际汽车车身焊接过程。在这种情况下，在设计车身的焊接夹具时不只要考虑到本身的设计特点，还要综合考虑与前后工序的关系，保证整个汽车焊装环节能够完美融合，否则焊接夹具的设计独立出来，即使设计成果再优秀，也无法满足实际的车身焊接需求。

参考文献：

[1]来新民，陈关龙，林忠钦等.薄板冲压件焊装夹具设计方法[J].机械科学与技术，2000（5）.

[2]陈卫国.汽车车身焊装夹具设计的关键技术研究[D].华中科技大学，2007.

[3]熊晓萍，金权东.车身焊接夹具智能化设计方法的研究[J].机械设计与制造，2006（11）.

篇7：简谈汽车车身焊接技术现状及发展论文

1 焊接材料与焊接设备的科学应用

汽车行业中常用的焊接材料主要有焊条、焊丝、Sn Pb、Cu Zn Me等。各类电焊条主要用于手工电弧焊操作, 具有灵活、使用便利等特性。药芯焊丝则主要用于气保护焊操作, 具有焊接强度高、适应强钢焊接的特性。Sn Pb适用于钎焊、钎涂的应用对象, 主要用于换热器焊接等。Cu Zn Me则用于钢构件钎焊, 具有焊接成本低、焊接效果好等特点。焊接设备的科学应用是促进焊接工艺高水平发挥、焊接材料高效服务的保证, 同时也是各个焊接工艺、材料及焊接对象有机统一的桥梁与纽带。因此实现焊接设备的高度统一与通用服务可以有效的减化各工艺环节的复杂衔接过程, 便利生产的各项操作与管理。

2 汽车工业焊接工艺的应用现状及点焊工艺的创新发展

2.1 焊接工艺的应用现状

焊接工艺是汽车制造中较为关键的一项技术, 其与汽车冲压、涂装及整体车辆的总成装配并称为汽车工业制造中的四大技术支柱。焊接工程涉足了生产工艺、机械制造、设备选用、材料管理、现场控制、计算机科学应用等众多学科, 是一种跨越式发展、集成性能强的综合技术。汽车工业制造的全过程包括六大总成, 分别是汽车框架、汽车车身、整体车厢、内部发动机、动力变速箱与车桥。而在这六大总成中, 焊接技术的应用无处不在, 包含了各类焊接工艺、丰富的焊接技术与焊接方法, 因此可以说焊接工艺的科学应用在整车生产制造中担负着不可替代的重要作用。基于焊接工程中的压力焊、电弧焊、钎焊、切割焊等连接原理, 我们可将焊接工程的工艺分为点焊、缝焊、凸焊、对焊、摩擦焊、手工电弧焊、氩弧焊、激光焊、火焰焊、高频焊、等离子焊等。

2.2 点焊工艺的创新发展

2.2.1 镁合金薄板点焊工艺

镁合金材料具有传热性能好、电导性能强劲的特点, 其热传导系数比钢、铝等金属均大出许多, 因此利用镁合金进行电阻点焊时应使用较大的焊接电流, 当电流经过工件时其产生的电阻热会大量融化母材金属, 并在较大的压力之下形成焊点连接。由上述点焊的过程我们不难看出, 镁合金薄板点焊主要包括焊接电流、时间及压力电极等三大要素, 而其工艺则主要包括一般点焊与垫片附件工艺点焊两类。一般点焊不再熬述, 后者的点焊工艺主要是在镁合金与铜电极两者中间设置尺寸一定、材料特定的工艺垫片, 该工艺具有焊点面积大、直径大, 接头易贯穿工件始终的特点, 同时由于焊点较大, 也易产生面积较大的空洞, 这是由对接头的拉剪力不平衡造成的, 我们可以采用适当增大电流下降的时间来解决这一现象。

2.2.2 SPCC钢与Nd Fe B永磁体的激光点焊

Nd Fe B稀土永磁材料是一种新型的复合材料, 具有性能优越的磁能及环保性, 因此在电子与汽车工业中得到了广泛的应用。同时由于其磁体本身具有较大的脆性, 因此造成了其易碎、易破的脆弱一面。为了解决这一不良现状我们必须将其与一些刚性的材料进行保护连接, 从而使点焊的工艺形成良好的焊接效果。SPCC钢与Nd Fe B永磁体的激光点焊过程主要采用Unitek Miyachi LW50A型脉冲Nd并采用YAG激光器作为激光点焊设备, 可将最大脉冲能量设置为50J, 并将最高峰值的功率控制在5千瓦, 同时采用固定搭接的方式, 首先将装夹固定, 而后采用激光器发射激光照射实现连接的过程。照射结束后还应对焊接形成的接头进行必要的磨制与抛光, 可利用浓度为百分之四的硝酸酒精进行多余部位的腐蚀处理, 并利用高效的电镜扫描仪器进行对接外观的勘察, 测量其接头的硬度变化是否合理。提出可行性的接头强度处理建议。

3 激光焊接技术的全面发展

激光焊接技术主要通过强度较高的激光照射作用使汽车材料表面通过热能的吸收发生融化蒸发, 并沿着规定的方向形成标准焊缝, 从而达到焊接汽车制造部件的目的。激光焊接的主要方式包括脉冲焊接及连续激光焊接等。脉冲激光焊接主要用于质料较轻薄的材料焊接及定位单点式的固定连续焊接, 而后者则适用于质料板材较厚的切割及焊接。在车身的制造工艺中主要采取后一种方式进行焊接, 其基本形式主要包括初步照射、深层融化、形成体积熔池的传热式融化焊接及深穿入式的融化焊接。后者在照射较密集、功率较大的激光束之下形成吸入激光的气化反应, 并产生较大的蒸汽压力, 使金属逐步融化并在蒸汽压力作用之下形成深入凹坑并最终穿入另一个工件。在激光光速的进一步移动之下, 在凹坑周围融化的金属会回流入凹坑中在凝固冷却的作用之下实现紧密的连接并最终达到良好的焊接效果。总之激光焊接技术具有非接触性焊接带来的无磨损特点, 同时具有加工焊接的效率较高、残余应力较低、噪音较小、环境污染较低的充分优势, 因此必将进一步得到全面的应用与创新的发展。

4 焊接工艺的自动化发展

我国汽车工业的迅猛发展使自动化的管理理念在汽车生产的各项工艺中得到了全面的应用, 例如以自动化控制技术为主的电源焊接、专机焊接及机器人焊接等。由此不难看出, 提升焊接设备性能是与自动化控制技术的发展密不可分的。同时, 高效的自动化控制又离不开计算机技术的科学扶植, 可以说计算机系统的全面应用是自动化控制技术的发展, 是数值模拟焊接、群控焊接的延伸。随着信息化时代的到来, 网络技术、计算机技术在焊接生产中创新应用, 并卓有成效。例如现场总线系统控制、基于网络的焊接自动化系统控制等。汽车制造业具有生产品种众多、生产柔性化、小型批量生产的特点, 而焊接机器人的全面应用则正好能够满足这些现实特点, 因此在新型汽车的生产线中, 大力深化焊接机器人的应用投入是科学的必然趋势。同时焊缝跟踪技术的发展、远程编程技术在汽车工业生产中的创新应用也是今后焊接工艺自动化发展的明确目标。

5 结语

汽车工业的迅猛发展给焊接技术工艺水平提出了更高的要求, 在人们物质文化生活水平不断提高的今天, 汽车工业如何根据焊接技术的应用现状作出迅速调整, 充分体现焊接技术的重要作用与创新特点, 最重要的就是焊接技术应突破传统观念, 通过自主创新、深化研究、完善管理从而坚定的向着自动化、一体化、现代化的发展前景不断提升。

参考文献

[1]龙伟民.自钎剂铝钎料的研制与应用前景[J].焊接技术, 2002 (5) .

篇8：现代焊接技术发展的现状及前景

【关键词】现代;焊接技术;发展;现状;前景

目前焊接广泛应用于各种材料的连接，并采用了诸如激光、电子束焊等先进技术，无论是在建筑、桥梁行业，还是在车辆、计算机及医疗机械行业，绝大多数产品离开焊接技术就根本无法制造。特别是有了异种材料和非金属构料的连接技术和在产品形状与设计方面的创新制造方法，焊接技术的未来充满了希望。

1.焊接技术发展的现状

近年来随着制造业的蓬勃发展，提高焊接生产的生产率，保证产品质量，实现焊接生产的自动化和智能化越来越受到焊接生产企业的重视。现代智能控制技术、数字化信息处理技术、图像处理及传感器技术、高性能CPU芯片等现代高新技术的融入，使现代焊接技术取得了长足进步。

1.1焊接工艺高速高效化

以实现高速度、高熔敷率、高质量的焊接工艺为目标，国内外在多牡多弧焊接工艺、多元气体保护焊接工艺、活性化焊接新工艺等方面开展了广泛深入的研究，且取得了显著成效。

在多丝多弧焊接新：工艺方面，日本、瑞士、德国等国公司在多根焊丝配以单个或多个电源方面开展了大量的焊接研究丁作，在提高焊接生产速度和金属熔敷率方面取得了一些实用化的成果。例如日本的藤村告史开发的多丝焊接系统，可用于角焊缝的高速焊接，焊速可以达到1.8m/min。

基于上述思想，伴随着新型的功能强大的数字信息处理DSP的出现，Fronius公司推出了全数字化焊接电源，随后Panosonic等公司也推出了各自的数宁化焊接电源产品，并相继；进入中国市场。数字化焊接电源实现了柔性化控制和多功能集成，具有控制精度高、系统稳定性好、产品一致性好、功能升级方便等优点。

1.2焊接质量控制智能化技术

焊缝跟踪是保证自动焊接质量的关键。在焊缝自动跟踪方面，采用的技术及获得的成果比较多。在熔滴过渡控制方面，由于焊接电源控制数字化技术的发展及先进电子元件在焊接领域的应用，使得对熔淌控制的研究达到了相当高水平。

1.3焊接生产自动化及智能化技术水平

焊接过程的自动化与智能化水平主要体现在焊接机器人技术的发展水平。目前应用广泛的焊接机器人大多属于示教再现型。操作者通过示教盒在直角坐标系或极坐标系叶，移动机器人的各个关节，使焊矩沿焊接轨迹运动，在焊矩路径上记录示教的位置、焊矩姿态、运动参数和工艺参数，并生成连续执行全部操作的示教程序。此类机器人不具备对工件装配误差、焊接过程中的热变形等环境变化，以及对工作对象变化的自适应能力，因此，研制新一代具有多种传感功能的、能够自动制订运动轨迹、焊矩姿态和焊接参数的智能机器人将成为主要的发展方向。

国外有公司开发了一套基于双日立体视觉的机器人路径规划系统。该系统以自然光作为视觉系统的光源，将双目摄像机安装在机器人的末端执行器上，使其能跟随焊枪沿焊缝走向一起移动。由于经典的计算机三维视觉重构是通过2个图像平面上的特征点的匹配来确定对象的三维坐标的，而对于焊缝来说，坡口边缘内外不存在明确的特征点，所以无法使用特征点匹配法。系统针对在局部图像窗口中，焊缝可以近似为直线段的特点，设计了一种简化的特征匹配算法来计算焊缝的三维坐标，并通过人工神经网络提高了精度和速度。该系统可以实现对直线和曲线焊缝的路径规划。

1.4以激光焊为代表的先进焊接技术的新进展

激光束所具有的微焦点与散焦加热、高能量密度、高速加热、深穿透、高速冷却、可精密控制、高速扫描、全方位加工等技术特点，目前在材料加工领域中得到了充分的利用。激光除了已应用于焊接、打孔、切割、表面改性、涂覆和精细加工外，在新材料的削备(如功能材料、纳米材料、非晶材料)与快速成形和超精细加工技术方面的应用，也大有可为；尤其當大功率的YAG激光、二二极管激光和准分子激光：工程化应用后，对材料与激光束流交互作用机理的深入科学研究，将会引导学科的发展。与创新”。

新近研制的激光器有：直流板条式(DC Slab)CO2激光器、二极管泵浦的YAG激光器、CO激光器、半导体激光器、准分子激光器。激光器的研究正向着大型功率、脉冲工作方式及高质量光束的方向发展。在激光焊设备的智能化及加工的柔性化方面也有所发展。在束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究及束流复合的研究方面，焊接界取得了一定的新进展。实验表明，这种方法可抑制焊道凸起，改善焊道顶部质量和焊缝断面形状，减少飞溅，使熔池上方的等离子体更趋于稳定，增加过程的稳定性；有研究人员用1kW的Nd：YAG和气体Ar、He、N：，以及Ar+O：、Ar+CO： Ar+CO2+O：进行激光焊接研究时发现：适当的混合气体可增加熔深和焊速，降低成本；(c)Laser-TIG Hybrid，叮显著增加焊速，约为TIG焊接时的2倍，钨极烧损也大大减小，不但寿命增加而且坡㈠夹角减小，焊缝面积与激光焊时相近。阿亨大学弗朗和费激光技术学院研制了一种激光双弧复合焊接：厂艺，与激光单弧复合焊相比，焊接速度可提高约l/3，线能量减小25％。

2.现代焊接技术的任务和展望

展望未来，现代焊接技术面临的主要任务有：

2.1寻求解决焊接制约新材料、新结构应用的途径”

在开发新材料的焊接技术时，应从材料研制与焊接科技两方面着手。先进的材料并不意味着具有良好的可焊接性，材料的高性能与良好的可焊接性往往是对难以协调的矛盾，而矛盾的主要方面则是材料的研制；在研制高性能材料时，其焊接性也应纳入高性能的技术指标。因此，焊接工程师必须同材料工程师合作，使新型材料的焊接质量更好、生产效率更高、成本更低、焊接产品更受市场的欢迎。

2.2提高焊接产品质量，使焊接不再成为制造过程中的“薄弱环节”

要提高焊接产品质量，必须消除焊接必然是制造过程中的“薄弱环节”的思想，为此，焊接界将进行长期的研究工作，开发新的焊接工艺，进—‘步提高焊接质量控制的智能化技术水平，使焊缝达到“零缺陷”，并提出实现这一目标的可行性方法，已改善焊接能效，提高生产效率，降低焊接成本。

新材料的研制将向着高效能、高性能(包括良好的可焊性)和益于环境的方向发展。焊接界将研究出更佳的焊接工艺，研制出更优良的焊接电源并开发出相应的控制技术，提高自动化程度与扩大机器人的应用范围；减少废品率和返修率，降低焊接成本，提高生产效率(如：减少预热、后热、避免焊接过热等)，彻底消除“焊接是制造工序障碍”的观念。

2.3全面改善焊接生产环境，提升焊接行业的整体形象，吸引高素质人才的加盟

新材料的研制、先进焊接工艺的应用不仅降低了材料与能源的消耗，而且将焊接对自然资源的影响降低到最低程度，通过消除烟尘、噪音和辐射，使焊接工作环境更具吸引力；新型焊接技术的应用、焊接自动化及机器人的发展和多种高新技术在焊接领域中的应用，必将改变焊接行业的负面印象，吸引更多的年轻科技工作者，保证焊接技术领域的人才需求。