车身均采用金属部件和覆盖物的块状组合。各种预制结构件,如风挡立柱、门立柱、车门上轨、前后裙板、前后围板、顶盖等部件均采用焊接、铆接的方式组装组装。其中,焊接是汽车装配线上不可缺少的工序。
车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方法。电阻焊通过施加到点焊电极上的电流熔化零件的接触表面,然后在压力下将它们连接在一起。主要用于汽车车身部件和车架的焊接。缝焊采用滚轮电极代替电阻焊的点焊电极。滚轮电极传递焊接电流和压力,其旋转与零件的运动相配合,产生连续的焊缝。主要用于油罐等工件的密封焊或缝点焊。二氧化碳焊是电弧焊的一种,即在不施加压力的情况下利用局部加热使零件熔化并连接的焊接方法。以焊条与工件之间的电弧为热源,同时通入二氧化碳,覆盖电弧和熔化区,使其与大气隔绝,主要用于车身蒙皮的焊接。
根据不同的零件和要求,汽车行业采用了多种焊接技术。应用的焊接技术有闪光焊、电子束焊、电螺栓焊、脉冲焊、摩擦焊等,近年来激光焊也出现并迅速发展。我国生产的一些汽车车身也采用了激光焊接。
激光技术利用偏光镜反射激光产生的光束,使其集中在聚焦装置中,从而产生巨大能量的光束。如果焦点靠近工件,工件将在几毫秒内熔化并蒸发。这种效应可以用在焊接过程中。激光焊接设备的关键是高功率激光器。主要有两大类。一种是固体激光器,又称Nd:YAG激光器。 Nd(钕)是一种稀土元素,YAG代表钇铝石榴石,其晶体结构与红宝石相似。 Nd:YAG激光器的波长为1.06m。主要优点是产生的光束可以通过光纤传输,因此可以省略复杂的光束传输系统。适用于柔性制造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求较高的工件。输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器常用于汽车行业。另一种是气体激光器,也称为CO2激光器。以分子气体为工作介质,产生平均10.6m的红外激光。它可以连续工作并输出高功率。标准激光功率在2-5千瓦之间。
激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,几乎没有连接间隙,焊接深宽比高,因此焊接质量高于传统焊接方法。然而,保证激光焊接的质量,即激光焊接过程监控和质量控制是激光利用领域的重要组成部分,包括电感、电容、声波、光电等各种传感器的使用。通过电子电脑处理,适合不同的焊接工艺。目标和要求,实现焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监控等项目,通过反馈控制调整焊接工艺参数,实现自动化激光焊接。
在激光焊接中,光束焦点位置是最关键的控制工艺参数之一。在一定的激光功率和焊接速度下,只有当焦点处于最佳位置范围内时,才能获得最大的熔深和良好的焊缝形状。在实际激光焊接中,为了避免和减少影响焦点位置稳定性的因素,需要特殊的装夹和设备技术。该设备的精度与激光焊接的质量相辅相成。
在汽车行业,激光技术主要用于车身焊接、焊接和零部件焊接。激光拼焊用于车身的设计和制造。根据车身不同的设计和性能要求,选用不同规格的钢板,通过激光切割完成车身某一部位的制造,如前挡风玻璃框架、内门板等和装配技术。车身地板、中柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数量、优化材料使用、减轻零件重量、降低成本和提高尺寸精度的好处。已被多家大型汽车制造商和零部件供应商采用。激光焊接主要用于汽车车身框架结构的焊接,如顶盖、侧车身的焊接。传统的焊接方法电阻点焊已逐渐被激光焊所取代。采用激光焊接技术,可以减小工件连接之间的接合面宽度,不仅减少了板材的使用量,而且增加了车身的刚性。激光焊接件被焊件几乎不变形,焊接速度快,不需要焊后热处理。目前,激光焊接件已得到广泛应用,常用于变速箱齿轮、气门挺杆、门铰链等。