汽車車身焊接技術(shù)現(xiàn)狀分析
1．車身新材料
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，為了節(jié)約能源和安全性考慮，車身采用大量新型材料。車身結(jié)構(gòu)材料從單一鋼結(jié)構(gòu)，逐步向高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)，進(jìn)而向輕質(zhì)合金和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)發(fā)展。
（1）高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼的使用，給焊接工藝提出了新的挑戰(zhàn)。由于高強(qiáng)度鋼性能使得塑性溫度區(qū)間變窄，為獲得相同的塑性變形需要較大的電極壓力，導(dǎo)致合適的焊接工藝范圍變窄。通常通過改進(jìn)優(yōu)化傳統(tǒng)點(diǎn)焊工藝，采用脈沖點(diǎn)焊、中頻點(diǎn)焊等專有技術(shù)，增加焊接壓力、控制焊接過程，以獲得性能良好的焊點(diǎn)質(zhì)量。
近年來，發(fā)展迅猛的激光焊工藝大大提高了高強(qiáng)度鋼板的焊接性能和接頭焊接強(qiáng)度。
高強(qiáng)度鋼由于其強(qiáng)度高、回彈小、成形性好和良好的抗腐蝕性等特點(diǎn)，而成功地應(yīng)用于白車身的高強(qiáng)度功能件，如A-B-C柱加強(qiáng)板、門檻、座椅、骨架、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)板、縱梁、橫梁等方面。熱沖壓成形和中頻點(diǎn)焊、激光焊接是實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)度鋼車身部件沖壓成形和高質(zhì)量焊接的重要手段。
（2）輕合金材料近年來，為了進(jìn)一步減輕車身重量，國外汽車廠商在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中開始采用輕合金（鋁合金、鎂合金、甚至鈦合金），由此給車身焊接帶來了新課題。
鋁合金的點(diǎn)焊難度較大，目前較多的情況還是采用TIG/MIG焊，或鉚接/TOX連接法，或膠粘結(jié)的方法。英國焊接研究所，近發(fā)明的摩擦攪拌點(diǎn)焊技術(shù)據(jù)稱可以解決鋁合金的車身焊接，得到很好的焊接強(qiáng)度，但由于摩擦攪拌點(diǎn)焊的焊點(diǎn)中心有個(gè)小孔，故往往用于內(nèi)板結(jié)構(gòu)件上。
（3）碳素纖維復(fù)合材料為了車身輕量化，有些汽車公司采用碳纖維增強(qiáng)聚合基復(fù)合材料制造車身和底盤零部件，可減輕車身重量達(dá)50%~65%。也有汽車開發(fā)商成功采用樹脂傳遞模塑成形工藝，試制出轎車碳纖維底板。碳素纖維復(fù)合材料的連接，當(dāng)然不同于金屬的焊接。
2．車身焊接新技術(shù)
（1）新型電阻焊技術(shù)中頻電阻焊：中頻逆變直流電阻焊（簡稱中頻電阻焊）的控制電源是由三相交流電經(jīng)整流電路成為脈動直流電，再經(jīng)由功率開關(guān)器件組成的逆變電路變成中頻方波接入變壓器，降壓后整流成脈動較小的直流電供給電極對工件進(jìn)行焊接。
中頻電阻焊具有許多優(yōu)點(diǎn)：
，焊接質(zhì)量好。中頻焊接的電流響應(yīng)時(shí)間為1ms，調(diào)整精度和監(jiān)視精度大大提高，因此，焊接質(zhì)量大大提高，控制精度也高。
第二，焊接速度快。逆變電阻點(diǎn)焊機(jī)為直流輸出，加熱集中，縮短了焊接時(shí)間。
第三，節(jié)能效果明顯。逆變焊機(jī)變壓器在較高的頻率下工作，損耗很小，直流輸出改善功率因素，節(jié)能效果明顯。
第四，設(shè)備體積和質(zhì)量。逆變直流電阻點(diǎn)焊機(jī)變壓器大大減小，設(shè)備較輕巧。
第五，可以廣泛應(yīng)用于點(diǎn)焊異種金屬。
第六，節(jié)能環(huán)保。中頻焊接是三相平衡負(fù)載，比單相交流焊接對電網(wǎng)的沖擊要小許多，減少供電系統(tǒng)的要求，符合國家的能源政策。
目前，中頻電阻焊已廣泛應(yīng)用于汽車焊接生產(chǎn)。在車身零部件生產(chǎn)方面，主要采用固定式大功率的中頻電阻點(diǎn)凸焊設(shè)備，對車身零部件實(shí)施凸焊或多頭點(diǎn)凸焊接；在車身焊裝生產(chǎn)線上，中頻電阻焊則用于懸掛式點(diǎn)焊鉗或機(jī)器人點(diǎn)焊鉗；目前，中頻點(diǎn)焊大量用于鍍鋅鋼板、高強(qiáng)度鋼的焊接。解放公司在新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備中已經(jīng)批量應(yīng)用了中頻焊接技術(shù)。
為了提高機(jī)器人點(diǎn)焊的質(zhì)量、減輕機(jī)器人抓舉負(fù)荷，在車身焊接生產(chǎn)線上已大量使用機(jī)器人中頻點(diǎn)焊焊鉗。目前，國內(nèi)汽車廠家使用的中頻點(diǎn)焊焊鉗和配套的電源和焊接控制器多為國外公司提供，如德國的BOSCH、NIMAK、日本小原等。
伺服點(diǎn)焊鉗：伺服技術(shù)伴隨著焊接機(jī)器人的大量應(yīng)用而發(fā)展起來，為保證高效率的生產(chǎn)模式，減小氣動焊鉗點(diǎn)焊時(shí)對工件表面造成的沖擊，提高工件的表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對焊鉗施壓過程的精確控制，一種新型的焊鉗應(yīng)運(yùn)而生——伺服型焊鉗。電動機(jī)伺服驅(qū)動的焊鉗簡稱為伺服焊鉗，是近年來開發(fā)的一種可以提高點(diǎn)焊質(zhì)量的性能較高的機(jī)器人焊鉗。一汽解放J6焊裝生產(chǎn)線已經(jīng)采用了伺服焊鉗，使用效果理想，如圖2所示。