汽車制造中焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的應(yīng)用。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術(shù)的應(yīng)用。在汽車零部件的制造中，點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、滾點(diǎn)(凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、氮弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中，由于點(diǎn)焊、氣體保護(hù)焊、釬焊具有生產(chǎn)量大，自動(dòng)化程度高，高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點(diǎn)，所以對(duì)汽車車身薄板覆蓋零部件特別適合，因此，在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最多。在投資費(fèi)用中點(diǎn)焊約占75%,其它焊接方法只占25%。1汽車工業(yè)所用的焊接方法及零部件的應(yīng)用情況汽車制造業(yè)是焊接應(yīng)用面最廣的行業(yè)之一，所用的焊接方法也種類

2、繁多，其應(yīng)用情況如下：1.1 電阻焊(1點(diǎn)焊主要用于車身總成、地板、車門、側(cè)圍、后圍、前橋和小零部件等。(2多點(diǎn)焊用于車身底板、載貨車車廂、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋等。(3凸焊及滾凸焊用于車身零部件、減震器閥桿、制動(dòng)蹄、螺釘、螺帽和小支架等。(4縫焊用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機(jī)油盤等。(5對(duì)焊用于鋼圈、排進(jìn)氣閥桿、刀具等。1.2 電弧焊(1CO2保護(hù)焊用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動(dòng)軸、液壓缸和千斤頂?shù)鹊暮附印?2氮弧焊用于機(jī)油盤、鋁合金零部件的焊接和補(bǔ)焊。(3焊條電弧焊用于厚板零部件如支架、備胎架、車架等。(4埋弧焊用于半橋套管、法蘭、天然氣汽車的壓力

3、容器等。1.3 特種焊1.4 擦焊用于汽車閥桿、后橋、半軸、轉(zhuǎn)向桿和隨車工具等。1.5 子束焊用于齒輪、后橋等。1.6 光焊割用于車身底板、齒輪、零件下料及修邊等。1.7 氧乙快焊用于車身總成的補(bǔ)焊。1.8 釬焊用于散熱器、銅和鋼件、硬質(zhì)合金的焊接。2電阻點(diǎn)(凸焊工藝及質(zhì)量控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)電阻焊工藝是一種高效的焊接方法，廣泛應(yīng)用于汽車制造中。其應(yīng)用場(chǎng)合主要有白車身、儲(chǔ)氣筒、油底殼、減震器等焊接總成等。例如，在一輛Passa陣身上有電阻焊焊點(diǎn)5892個(gè)。目前，汽車制造廠商所采用的阻焊設(shè)備的次級(jí)輸出主要以工頻交流和直流兩種，其額定功率一般在63KVA以上，最高的達(dá)400KVA或更高，電能消耗

4、較大；阻焊控制器大部分為天津陸華科技開發(fā)公司生產(chǎn)的WDK或HW系列控制器和少量的KD7和KD9型控制器。對(duì)KD7型控制器而言，其控制精度較差，WDK或HW系列控制器對(duì)電流的控制精度較高，約為%,同時(shí)具備了多脈沖焊接功能，基本能滿足低碳鋼或鍍鋅板的焊接。在點(diǎn)焊過程中，影響焊點(diǎn)質(zhì)量的因素有：焊接電流，焊接壓力，電極的端面形狀，穿過電極的鐵磁性物質(zhì)，分流等;特別在阻焊設(shè)備較多的焊接車間，同時(shí)工作的焊機(jī)相互感應(yīng)，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)影響控制器的觸發(fā)，導(dǎo)致焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性較差。在汽車制造中焊接質(zhì)量的優(yōu)劣是制造商和用戶共同關(guān)注的焦點(diǎn)，焊接質(zhì)量主要依靠焊接設(shè)備來保證，對(duì)車身點(diǎn)焊而言，主要由控制

5、器保證設(shè)定焊接參數(shù)在一定的波動(dòng)范圍內(nèi)，從而獲得穩(wěn)定的焊點(diǎn)質(zhì)量。以恒流控制方式為的國產(chǎn)控制器基本能滿足軟鋼和鍍鋅的焊接，但其控制精度還需進(jìn)一步提高，對(duì)焊接電流的控制仍是開環(huán)控制隨工況的變化，焊點(diǎn)質(zhì)量的一致性很難保證。為獲得可靠的焊接質(zhì)量，焊接檢驗(yàn)必不可少，在車身制造中，焊點(diǎn)檢測(cè)方法采用非破壞性抽樣檢查，可能開焊的焊點(diǎn)未被檢查出來，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。如果能保證焊點(diǎn)的100%合格,每臺(tái)車身可減少焊點(diǎn)數(shù)量約200點(diǎn)，即可節(jié)約成本約80元。因此,點(diǎn)（凸焊質(zhì)量的在線檢測(cè)與控制技術(shù)對(duì)保證點(diǎn)（凸焊質(zhì)量的可靠性和一致性非常重要該項(xiàng)技術(shù)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。實(shí)時(shí)監(jiān)控的方法很多，但能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的并不

6、常見。點(diǎn)焊質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1控制模式，已由單模式控制發(fā)展為多模式控制，動(dòng)態(tài)電阻監(jiān)控，動(dòng)態(tài)電極位移監(jiān)控都是實(shí)現(xiàn)這種多控制的綜合模式，動(dòng)態(tài)電阻差值與動(dòng)態(tài)電阻變化速率相綜合；最大位移與位移速度相綜合。2控制方法，由一種監(jiān)控方法發(fā)展為多種監(jiān)控方法進(jìn)行決策對(duì)點(diǎn)焊過程及質(zhì)量的控制趨勢(shì)。3調(diào)節(jié)參量，已由初始的單變量調(diào)節(jié)（焊接時(shí)間或焊接電流發(fā)展為多變量調(diào)節(jié)，在焊接過程中同時(shí)對(duì)焊接電流、焊接時(shí)間和焊接壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。在控制決策上，已由常規(guī)的控制決策方式（由被控制參數(shù)的偏差值通過查表確定控制參數(shù)的調(diào)節(jié)量向人工智能（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等決策方式發(fā)展點(diǎn)焊和逢焊電極的使用壽命直接影響著汽車制造成本和焊接質(zhì)量，在鍍層

7、鋼板的焊接中尤其嚴(yán)重。點(diǎn)焊電極材料主要包括：銘?zhàn)┿~、彌散強(qiáng)化銅、鍍青銅等。彌散強(qiáng)化銅合金材料，其常溫和高溫硬度、導(dǎo)電率均優(yōu)于銘結(jié)銅材料。采用彌散強(qiáng)化銅電極其使用壽命是銘結(jié)銅電極的2-4倍。但其成本高于銘結(jié)銅材料。在國內(nèi)汽車制造廠主要采用銘結(jié)銅電極，有少部分合資公司采用彌散強(qiáng)化銅電極。但主要依賴進(jìn)口。為了提高電極的使用壽命，國內(nèi)外學(xué)者正在研究涂層電極的應(yīng)用，據(jù)報(bào)道其使用壽命與常用的銘結(jié)銅電極相比可提高5-6倍，并且成本也較低。目前電阻焊機(jī)大量使用交流50Hz的單相交流電源，容量大、功率因數(shù)低。發(fā)展三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級(jí)整流焊機(jī)（已在普通型點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、凸焊機(jī)中應(yīng)用和IGBT逆變電阻焊機(jī)，可

8、以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題。同時(shí)還可進(jìn)一步節(jié)約電能利于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的微機(jī)控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接。另外還可進(jìn)一步減輕設(shè)備重量。由于國產(chǎn)的逆變點(diǎn)焊機(jī)的性能還不能滿足使用要求，現(xiàn)在，國內(nèi)的逆變點(diǎn)焊機(jī)主要依賴進(jìn)口。在卡車車身制造中，所采用的材料為08AL和鍍鋅板，采用常用的點(diǎn)焊機(jī)即可。但在轎車車身制造中，隨著鋁鎂合金的使用量不斷增加，只有采用逆變點(diǎn)焊機(jī)才能獲得較好的點(diǎn)焊質(zhì)量。3汽車制造中弧焊技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3.1 汽車制造中弧焊技術(shù)現(xiàn)狀在汽車制造中，大量采用弧焊工藝，主要以MIG/MAG焊為主，焊接電源主要采用品匝管電源和逆變電源；并針對(duì)不同的焊接結(jié)構(gòu)件，采

9、用了大量的自動(dòng)化程度高的焊接專用設(shè)備或機(jī)器人，由于制備工件坡口時(shí)存在誤差和裝配誤差，導(dǎo)致坡口位置的重復(fù)精度較差，因此焊槍的行走軌跡容易偏離坡口位置，由此而造成焊縫缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如：儲(chǔ)氣筒本體的直焊縫和與端蓋連接處的環(huán)焊縫；沖焊橋殼的直縫及環(huán)縫等；目前在此類零件的自動(dòng)焊接專機(jī)上，均未采用焊縫跟蹤技術(shù)，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，須人工監(jiān)控焊槍的位置，并根據(jù)焊槍相對(duì)坡口的偏離位置而不斷地調(diào)整其位置其可控性差，容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，并且增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；另外，在白車身的裝焊中，由于車身總成的重復(fù)精度較差，車身焊裝線上的弧焊機(jī)器人的焊槍通過示教編程后，在生產(chǎn)中很容易偏離焊接位置，從而產(chǎn)生焊接缺

10、陷。通過采用焊縫跟蹤技術(shù)，減少焊接缺陷提高焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低成本。目前，焊縫跟蹤形式有：機(jī)械跟蹤、電弧跟蹤、CCD攝像，激光跟蹤等方法。機(jī)械跟蹤方法較容易實(shí)現(xiàn)，精度相對(duì)較低;電弧跟蹤,CCD攝像的精度相對(duì)較高，對(duì)執(zhí)行元件的控制精度要求較高。焊接機(jī)器人缺少對(duì)工件的自適應(yīng)能力，效果比較好的是用激光視覺傳感器系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)識(shí)別焊縫位置，在空間中尋找和跟蹤焊縫、尋找焊縫起、終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)焊槍跟隨焊縫位置自適應(yīng)控制。但這種方法不太適合轎車底盤零件的焊接，因轎車底盤零件機(jī)器人系統(tǒng)的夾具允許機(jī)器人工作空間范圍很小，很難實(shí)現(xiàn)附帶激光跟蹤頭焊槍的焊接。為此僅可使用的焊縫自動(dòng)跟蹤技術(shù)為電弧電壓跟蹤傳感，該系統(tǒng)

11、具有尋找焊縫起始點(diǎn)、終點(diǎn)以及弧長(zhǎng)參考點(diǎn)，焊接過程中根據(jù)弧長(zhǎng)的變化，用電弧傳感器控制電壓自適應(yīng)控制。這種方法也只能應(yīng)用于角接接頭形式，對(duì)于轎車底盤零件大量的薄板搭接焊縫，因無法尋找弧長(zhǎng)參考點(diǎn)也無法應(yīng)用。3.2 汽車制造中高效弧焊技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)脈沖GMAW（P-GMAW、雙絲MIG/MAG焊（Twin-Wire,Tandem-Wire等代表了當(dāng)前在汽車制造中應(yīng)用的高效、高速焊接新工藝。這兩種焊接方法與機(jī)器人相配合，能充分體現(xiàn)高效化焊接的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人系統(tǒng)在空間可達(dá)性和焊接速度之間的協(xié)同和完美組合。P-GMAW電弧過程具有好的穩(wěn)定性，能有效地保證焊縫質(zhì)量的一致性，改善了由于短路過渡焊接過程較低的

12、熱輸入而造成的熔深不足。P-GMAW的射流過渡方式適用于薄板材料的高速焊接、鋼或鋁合金的車身框架結(jié)構(gòu)的全位置焊接。在AudiA8全鋁合金車身框架結(jié)構(gòu)的管X型材和接合點(diǎn)的焊接中，均大量地采用了P-GMAW的工藝。雙絲MIG/MAG焊有兩種基本形式：一種是雙絲焊接工藝（TwinWire,兩個(gè)焊絲都是采用同樣的焊接參數(shù)：另一種是Tandem-Wire,采用兩個(gè)獨(dú)立的噴嘴和兩個(gè)獨(dú)立的電源，每個(gè)電弧有自己獨(dú)立的焊接參數(shù)。機(jī)器人的鋁合金脈沖MIG焊及Tandem的焊的焊速分別為6080cm/min、180210cm/min。由此看來，大力發(fā)展雙絲焊接工藝并與焊接機(jī)器人配合可大大提高生產(chǎn)效率。4摩擦焊工藝在

13、汽車制造中的應(yīng)用在國內(nèi)汽車制造中，摩擦焊工藝應(yīng)用于汽車零件加工方面，具范圍較窄，一般用于刀具和其它車用輔助工具的制造。該焊接工藝為固態(tài)焊接，焊縫熱影響區(qū)相對(duì)較窄，晶粒細(xì)小，焊縫質(zhì)量較易控制，制造成本相對(duì)較低。特別是在以焊代鍛的結(jié)構(gòu)上優(yōu)勢(shì)更為明顯,例如:汽車半軸等軸類零件，其毛坯制造工藝為整體鍛造結(jié)構(gòu)，采用水平分模平鍛，其設(shè)備投資較高，并且熱鍛模的維修費(fèi)用較高；若采用摩擦焊工藝將整體鍛造結(jié)構(gòu)改為鍛焊結(jié)構(gòu)，可將水平分模平鍛機(jī)改為熱鍛模壓力機(jī)，減少設(shè)備投資和熱鍛模的維修費(fèi)用，即可降低成本。另外，還可以采用摩擦焊工藝代替CO2氣體保護(hù)焊工藝焊接部分軸類零件，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。例如：傳動(dòng)軸、萬

14、向轉(zhuǎn)向節(jié)叉等。目前傳動(dòng)軸、萬向轉(zhuǎn)向節(jié)叉等零件的焊接工藝均為CO2氣體保護(hù)焊,容易產(chǎn)生焊接缺陷，焊縫質(zhì)量較難控制，并且還須消耗大量的CO2氣體和焊絲等輔料，生產(chǎn)效率相對(duì)較低;若采用摩擦焊工藝，勿須填充任何輔助材料，并有利于作業(yè)環(huán)境的改善，減少污染。在汽車零部件規(guī)?；a(chǎn)中，摩擦焊技術(shù)占有較重要的地位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的一些著名的汽車制造公司，已有百余種汽車零件采用了摩擦焊技術(shù)。采用摩擦焊技術(shù)的汽車零部件大致有三類：異種材料組合，如發(fā)動(dòng)機(jī)雙金屬（空心排氣閥，渦輪增壓器等；采用鍛焊復(fù)合結(jié)構(gòu)，如半軸、凸輪軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、叉等：解決關(guān)鍵技術(shù)，如氣囊充氣器，連身齒輪組、傳動(dòng)齒輪組等

15、。因此，在國內(nèi)推廣應(yīng)用摩擦焊技術(shù)勢(shì)在必行。5激光焊接激光焊接的特點(diǎn)是被焊接工件變形極小，零件的裝配間隙很小，對(duì)零件和工裝的精度要求較高，由于國內(nèi)汽車零件的精度較低，重復(fù)精度較差，對(duì)激光焊工藝的推廣應(yīng)用帶來了一定的難度。目前在國內(nèi)汽車制造中應(yīng)用激光焊工藝的只有少數(shù)幾個(gè)合資公司，如:上海大眾，神龍公司，東風(fēng)汽車有限公司等。由于激光焊能量密度高，焊接深度/寬度比高，其焊接質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方法高。但是，如何保證激光焊接的質(zhì)量，即激光焊接過程監(jiān)測(cè)與質(zhì)量控制，是激光利用領(lǐng)域的重要內(nèi)容，包括利用電感、電容、聲波、光電等各種傳感器，通過計(jì)算機(jī)處理，針對(duì)不同焊接對(duì)象和要求，實(shí)現(xiàn)諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測(cè)、焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)

16、等項(xiàng)目，通過反饋控制調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化激光焊接。汽車工業(yè)中，激光技術(shù)主要用于車身焊接、坯板拼焊和零件焊接。1車身鋼板焊接該工藝主要用于車頂焊，其應(yīng)用可以減噪和適應(yīng)新的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。Volvo是最早開發(fā)車頂激光焊接技術(shù)的廠家。如今，德國大眾公司也已在AudiA6、GolfA4、Passa降車頂采用了此技術(shù)；BMW公司的5系列、Opel公司的Vectra車型等更是趨之若鷲。歐洲各大汽車廠的激光器絕大多數(shù)用于車頂焊接。另外，車身（架激光焊可以提高車身強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)剛度。奔馳公司首先在C級(jí)車后立柱上采用了激光填絲焊接；BMW和GM在車架頂部采用了搭接焊;GM公司利用3KWYAG激光器在Aur

17、oraG型車上進(jìn)行車頂和車頂附件托架的焊接；Fiat公司在著名的Ferrari車上完成120米長(zhǎng)的激光焊接。在車身制造中，采用激光焊技術(shù)，可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性，降低制造成本，提高車身的剛度，增加產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。2激光拼焊板的應(yīng)用該技術(shù)降低車身重量和成本，減少零件數(shù)量，提高安全可靠性。此項(xiàng)應(yīng)用最早源于Audi100的底板拼焊，目前已推廣到幾乎各大汽車公司。豐田公司Tahara工廠生產(chǎn)的凌志（Lexus門板原來是用兩種不同厚度、五種不同表面處理的多塊鋼板組成，現(xiàn)在只用一塊激光拼焊板代替，大大提高了生產(chǎn)率；BMW公司三分之一的汽車已采用激光拼焊板；在美國,97年用于汽車工業(yè)的激光拼焊板件就將近15

18、00萬件,2000年達(dá)到4000萬件至6000萬件。有專家預(yù)言，激光拼焊板將成為一項(xiàng)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。采用激光拼焊板應(yīng)用于車身制造中，可以減少零件、模具及焊接工裝數(shù)量，降低車身重量和成本，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。3齒輪及傳動(dòng)部件激光焊齒輪及傳動(dòng)部件焊接采用激光焊代替電子束焊，減少變形、提高生產(chǎn)率。八十年代末，克萊斯勒（Chrysler公司的Kokomo分公司購進(jìn)9臺(tái)6KWCO2激光器，用于齒輪激光焊接，生產(chǎn)能力提高40%。九十年代初，美國三大汽車公司已投入40多臺(tái)激光器用于傳動(dòng)部件焊接。奔馳公司經(jīng)研究利用激光焊接代替電子束焊接，因?yàn)榍罢吆缚p熱影響區(qū)小。4非金屬及對(duì)電磁性有要求的汽車零件焊接Vo

19、lvo和大眾公司激光焊接塑料燃料箱；許多廠家利用激光精細(xì)焊接發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器。6汽車制造中焊接機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用焊裝生產(chǎn)線是由焊接設(shè)備、工裝夾具、傳輸系統(tǒng)和自動(dòng)控制等部分組成。因此生產(chǎn)線的整體柔性程度由各組成部分的柔性程度所決定。其中焊接設(shè)備的柔性是決定焊裝生產(chǎn)線柔性程度的關(guān)鍵，工裝夾具是決定焊接生產(chǎn)線柔性程度的主要因素。車身焊裝線上的焊接設(shè)備主要有手工焊設(shè)備、自動(dòng)焊專機(jī)及焊接機(jī)器人三類。手工焊接設(shè)備主要包括懸掛式點(diǎn)焊機(jī)、半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊機(jī)等，它們均屬于通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。通過人工操作完成焊接工作，其獨(dú)立性較強(qiáng)，便于安裝、調(diào)整及維修，且價(jià)格低廉，所以在生產(chǎn)發(fā)展的各個(gè)時(shí)代都得到了廣泛地應(yīng)用。自動(dòng)焊

20、專機(jī)包括多點(diǎn)焊機(jī)、臺(tái)式自動(dòng)焊機(jī)及各種焊接機(jī)械手，這些專機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)作簡(jiǎn)單、程序基本固定、制造成本及維修費(fèi)用高，只適用于某一種產(chǎn)品焊接，柔性程度低，所以，只有在單一品種、大批量生產(chǎn)的焊裝生產(chǎn)線上采用，以前，一般在年生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬輛以上的生產(chǎn)線上采用，現(xiàn)在只有更大年生產(chǎn)量的生產(chǎn)線才予以考焊接機(jī)器人是本體獨(dú)立，動(dòng)作自由度多，程序變更靈活、自動(dòng)化程度高、柔性程度極高的焊接設(shè)備。具有多用途功能、重復(fù)精度高，焊接質(zhì)量高、抓取重量大、運(yùn)動(dòng)速度快、動(dòng)作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，焊接機(jī)器人是焊接設(shè)備柔性化的最佳選擇。焊接設(shè)備作為焊裝生產(chǎn)線的重要組成部分，是否采用焊接機(jī)器人是焊裝生產(chǎn)線柔性程度的重要標(biāo)志之一。汽車制造的批

21、量化、高效率和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，使機(jī)器人生產(chǎn)方式在汽車焊接中獲得了大量應(yīng)用。據(jù)2001年的統(tǒng)計(jì),全國共有各類焊接機(jī)器人1040臺(tái)，而汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76%,成為工業(yè)機(jī)器人的最主要用戶。早在70年代末，上海電焊機(jī)廠與上海電動(dòng)工具研究所合作研制出4軸直角坐標(biāo)焊接機(jī)械手，成功地應(yīng)用于上海牌轎車底盤的焊接。在我國的汽車制造企業(yè)中，最早引進(jìn)焊接機(jī)器人的是長(zhǎng)春"汽”自1984年起從KUKA公司先后引進(jìn)了三臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，曾用于當(dāng)時(shí)紅旗牌”轎車的車身焊接和解放牌”車身頂蓋的焊接。20世紀(jì)90年代以后,焊接機(jī)器人的數(shù)量增加很快，如一汽的捷達(dá)”車身焊裝車

22、間，13條生產(chǎn)線的自動(dòng)化率達(dá)80%以上，在焊接中應(yīng)用了R30型極坐標(biāo)機(jī)器人和G60型關(guān)節(jié)式機(jī)器人共61臺(tái);上海匯眾”自1993年至今已使用的焊接機(jī)器人共143臺(tái)，其中弧焊機(jī)器人120余臺(tái)，以機(jī)器人焊接為主的生產(chǎn)線有11條,機(jī)器人焊接工作站73個(gè)。機(jī)器人MIG/MAG焊接工作量占75%以上,為上海大眾、上海通用汽車公司提供后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件。東風(fēng)商用車車身廠駕六車間總裝線采用了6臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人,3臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)。一汽車身廠焊接車問只在主焊線個(gè)別工位采用了點(diǎn)焊機(jī)器人，點(diǎn)焊自動(dòng)化率很低。一汽車身廠十萬輛新品駕駛室主焊線采用了21臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，點(diǎn)焊自動(dòng)化率達(dá)95%。東風(fēng)車身廠六萬

23、輛新品駕駛室總裝線采用了6臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，1臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)，點(diǎn)焊自動(dòng)化率不足60%。與發(fā)達(dá)國家相比差距較大。在國外,法國雷諾汽車公司與日本日產(chǎn)柴汽車公司都采用了全機(jī)器人的駕駛室焊裝線，駕駛室的裝配、涂膠、點(diǎn)焊全部由機(jī)器人完成。在國內(nèi)，點(diǎn)焊機(jī)器人上所配備的焊鉗均為氣動(dòng)焊鉗，焊接時(shí)沖擊力較大，還有，由于工件的重復(fù)精度較差，電極處于凸緣邊緣時(shí)，焊鉗易滑出嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞被焊工件。另外,電極磨損量的監(jiān)控反饋的精度較差，影響焊接質(zhì)量。在國外，機(jī)器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗，焊接時(shí)沖擊小，并能實(shí)現(xiàn)精確控制，提高焊接質(zhì)量。7銅散熱器硬釬焊工藝技術(shù)的應(yīng)用20世紀(jì)50年代，汽車散熱器的制造主要采用銅材料的錫焊工藝。20世

24、紀(jì)60年代末到70年代初，因銅材料成本是鋁材料的23倍，為了降低成本和自重，開始采用鋁制散熱器的釬焊工藝技術(shù)，采用半自動(dòng)化和自動(dòng)化生產(chǎn)加工作業(yè)，但鋁散熱器的工藝過程復(fù)雜，并污染環(huán)境。90年代以后，由于新型銅硬釬焊散熱器比鋁散熱器的制造成本更低。銅硬釬焊散熱器具有鋁制散熱器不可替代的優(yōu)點(diǎn)。a、釬焊速度快，可降低加工成本；b、銅的導(dǎo)熱性好，強(qiáng)度和剛度大，可使材料的厚度減薄，為硬釬焊散熱器小型化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)；c、材料的回收和再生產(chǎn)利用率高。但是，釬焊爐的溫升率較高，冷卻速度必須嚴(yán)格控制，即對(duì)釬焊爐的精確控制要求較嚴(yán)。目前，東風(fēng)公司銅散熱器的焊接采用了軟釬焊工藝，其焊縫的高溫強(qiáng)度較低，特別是在重型車

25、上，焊縫的密封性較差。據(jù)報(bào)道，一汽將在新型載貨汽車上試用銅硬釬焊散熱器。經(jīng)世界許多知名企業(yè)的實(shí)踐證明，銅硬釬焊工藝技術(shù)能在客車、載貨車和工程機(jī)械的散熱器、暖風(fēng)機(jī)、機(jī)油冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器及中冷器等產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)。目前AstroAir公司生產(chǎn)的銅硬釬焊散熱器系統(tǒng)已經(jīng)在公共汽車、載貨車和其它工程設(shè)備中得到應(yīng)用；日本（NAJICO公司于2000年10月開始全面生產(chǎn)管帶式銅硬釬焊散熱器。8汽車制造中焊接數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用在許多焊接結(jié)構(gòu)件中，由于焊接工藝本身的特點(diǎn)，焊縫接頭（特別是弧焊接頭存在著各種焊接缺陷和應(yīng)力集中，焊接應(yīng)力分布復(fù)雜，引起承載能力下降和焊接變形，采用常規(guī)的手段無法分析焊接應(yīng)

26、力分布和預(yù)測(cè)焊接變形，很難控制焊接總成的質(zhì)量。因此采用數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行焊接應(yīng)力和焊接變形方面的研究很有必要。通過焊接數(shù)值模擬，可以模擬出焊接過程中的應(yīng)力和應(yīng)變的變化和分布情況，為制定合理的焊接工藝提供理論依據(jù)。例如：客車車架的焊接變形的控制，目前，只能通過反復(fù)試驗(yàn)獲得相對(duì)合理的焊接工藝，試驗(yàn)存在著盲目性，并且試驗(yàn)周期長(zhǎng)、投入大，若采用數(shù)值模擬技術(shù)，可以經(jīng)濟(jì)、快速地模擬出正確的工藝方案。在國內(nèi)，高校對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬技術(shù)研究的較多，并且已有一些成功的應(yīng)用案例。數(shù)值模擬軟件很多，例如:ANSYS和SYSWELD等各類模擬軟件。2000年日本大阪大學(xué)結(jié)合科學(xué)研究所提出了一個(gè)五年完成耗資20億日元(2千萬美元的國家