世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。在上个世纪八十年代，激光技术运用于汽车领域，主要是运用激光焊接车身。
那么，什么叫做激光技术？激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。
明白了什么是激光技术，那么，激光技术又是怎样运用于汽车领域的呢？特别是激光焊接技术在汽车行业的运用。目前，车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。电阻电焊通过施加在点焊电极上的电流将零件的接触表面熔化，然后在压力作用下连接在一起，主要用于车身构件及车架的焊接。缝焊用滚轮电极代替电阻电焊的点焊电极，滚轮电极传递焊接电流和压力，其转动与零件的移动相互协调，产生连续的焊缝，主要用于密封性焊接或缝点焊工件，例如油箱。二氧化碳焊是一种电弧焊，即局部加热来熔化和连接零件而不需要施压的一种焊接方法，在电极与工件之间的电弧作为热源，同时施加二氧化碳遮住电弧和熔化区，使之与大气隔开，主要用于车身蒙皮的焊接。它主要具有：易于控制，速度快，自动化程度高；由于局部加热，所以工件不会产生热损伤，热畸变小；焊接精度高，重复操作稳定性好，成品率高；非接触性加工，无需焊接辅助工具；焊接时不用焊条或填充材料，可以得到无杂质无污染的焊缝；可实施异种材料的焊接，也可焊按常规方法难以焊接的材料；焊接在空气中进行，与真空电子束焊接相比，不需要真空室，不产生X射线这些优点。
汽车工业中，世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。在上个世纪八十年代，激光技术运用于汽车领域，主要是运用激光焊接车身。
那么，什么叫做激光技术？激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。
明白了什么是激光技术，那么，激光技术又是怎样运用于汽车领域的呢？特别是激光焊接技术在汽车行业的运用。目前，车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。电阻电焊通过施加在点焊电极上的电流将零件的接触表面熔化，然后在压力作用下连接在一起，主要用于车身构件及车架的焊接。缝焊用滚轮电极代替电阻电焊的点焊电极，滚轮电极传递焊接电流和压力，其转动与零件的移动相互协调，产生连续的焊缝，主要用于密封性焊接或缝点焊工件，例如油箱。二氧化碳焊是一种电弧焊，即局部加热来熔化和连接零件而不需要施压的一种焊接方法，在电极与工件之间的电弧作为热源，同时施加二氧化碳遮住电弧和熔化区，使之与大气隔开，主要用于车身蒙皮的焊接。它主要具有：易于控制，速度快，自动化程度高；由于局部加热，所以工件不会产生热损伤，热畸变小；焊接精度高，重复操作稳定性好，成品率高；非接触性加工，无需焊接辅助工具；焊接时不用焊条或填充材料，可以得到无杂质无污染的焊缝；可实施异种材料的焊接，也可焊按常规方法难以焊接的材料；焊接在空气中进行，与真空电子束焊接相比，不需要真空室，不产生X射线这些优点。
汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造，例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处，目前已经被许多大汽车制造商和配件供应商所采用。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度。激光焊接零部件，零件焊接部位几乎没有变形，焊接速度快，而且不需要焊后热处理，目前激光焊接零部件已经广泛采用，常见于变速器齿轮、气门挺杆、车门合叶链等。目前，新的激光焊接有激光混合焊接技术、双焦点激光焊接技术两种。激光焊接运用于汽车可以降低车身重量、提高车身的装配精度、增加车身的刚度、降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本，减少车身零件的数目同时将其整体化是非常必要的。
谈到汽车行业运用激光焊接技术上，我们最先想到的就是德国人，德国人最先把激光焊接技术运用于汽车。我们以宝马和大众为例可以看到，在20世纪90年代中期，BMW公司利用激光焊接机器人完成了BMW5系列轿车的第一条焊缝，焊缝总长度达12m。到2003年7月，激光焊接焊缝的总长度累计达到150万米。在新的激光焊接技术方案上，德国大众Touran轿车就是一个很好的例证。在这一新型轿车中，激光焊点的数量达到了1400个、焊缝的总长度达70m。同时，奥迪也采用了激光焊接技术来焊接车身。在舒适、美观的敞蓬轿车的生产中，VW公司的技术人员与奥地利的焊接专家Fronius公司合作研制开发了一种激光混合焊接技术。在高级敞蓬轿车的车门上，激光混合焊接焊缝的长度达到了35.7m，是纯激光焊接焊缝长度的3倍。在中国即将上市的一汽大众生产的紧凑车型Sagitar，又叫速腾，即使是“小车”，可是速腾的激光焊接却达到了30多米长。高尔夫的焊接长度方面，激光焊接也长达52.5m，Polo的全车身激光焊接总长度也达到6591毫米。
在激光混合焊接技术上，德国大众的材料专家认为：与纯激光焊接技术相比，利用激光混合焊接技术可大大提高板金件缝隙的连接能力。从而使得VW 公司可以更加充分地利用激光高速焊接时电弧焊接的工艺稳定性，大众的PhaetonD1所有车门都采用激光-MIG复合焊。另一个应用实例是BMW5系列的宝马轿车的铝合金隔板采用这种激光混合焊接技术与内高压变形加工的铝合金支架焊接在一起。在双焦点激光焊接技术上BMW公司采用了双焦点激光焊接技术。因为该技术在铝合金材料的焊接过程中有很好的性能，因此广泛应用于BMW公司的大批量生产过程中。
采用激光焊接的车身提高了车身30%多的钢度，从而提升了车身的安全性；同时也减轻了车身重量，还可以达到省油的目的；焊接的精度也大大得到了提高。这些，都帮助降低了汽车的生产成本，最终还是消费者受益，正所谓“科技以人为本”。
目前，在国外，德国大众公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的车顶均采用激光焊接，宝马、通用公司在车架顶部也采用激光焊接，通用、丰田、福特、宝马、菲亚特、奔驰、大众公司均采用激光拼焊板技术，美国三大汽车公司、德国奔驰公司则采用激光焊接传动部件，大众公司、通用公司、奔驰公司、日产公司应用了激光切割技术，菲亚特和丰田公司用激光涂覆发动机排气阀，大众公司发动机凸轮轴实现激光表面硬化处理。
在国内，从国内国产高品质车型，如：帕萨特、别克、奥迪等都采用激光拼焊板向激光焊接的转变上，国内开始了采用激光焊接技术的转变，在国内首先采用激光焊接技术（而不是激光焊接）方面，走在前列的还是一汽大众，同时部分国内汽车厂商也渐渐开始采用这种技术。激光技术目前在一汽的应用方面，一汽大众AudiA6顶盖和BORA后罩盖采用激光焊接，速腾（Sagitar）分别在车身的顶部、后罩盖等多处采用了激光焊接技术，焊接长度达到30多米。一汽使用的设备为德国HassYAG3KW激光器和Kuka机器人，一汽轿车公司轿车车身覆盖件采用激光切割，使用设备为德国ARNOLD3KW三维五轴CO2激光加工机，一汽底盘零件厂刹车蹄片采用激光硬化处理，使用设备为国产2KWCO2激光加工机，一汽模具中心薄板件为激光切割，使用设备为国产1.5KWCO2激光加工机。随着激光焊接技术的成熟和激光焊接机的价格下降，中国的奇瑞汽车也开始采用激光焊接技术。
和零件焊接。激光拼焊是在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造，例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处，目前已经被许多大汽车制造商和配件供应商所采用。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度。激光焊接零部件，零件焊接部位几乎没有变形，焊接速度快，而且不需要焊后热处理，目前激光焊接零部件已经广泛采用，常见于变速器齿轮、气门挺杆、车门合叶链等。目前，新的激光焊接有激光混合焊接技术、双焦点激光焊接技术两种。激光焊接运用于汽车可以降
低车身重量、提高车身的装配精度、增加车身的刚度、降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本，减少车身零件的数目同时将其整体化是非常必要的。
谈到汽车行业运用激光焊接技术上，我们最先想到的就是德国人，德国人最先把激光焊接技术运用于汽车。我们以宝马和大众为例可以看到，在20世纪90年代中期，BMW公司利用激光焊接机器人完成了BMW5系列轿车的第一条焊缝，焊缝总长度达12m。到2003年7月，激光焊接焊缝的总长度累计达到150万米。在新的激光焊接技术方案上，德国大众Touran轿车就是一个很好的例证。在这一新型轿车中，激光焊点的数量达到了1400个、焊缝的总长度达70m。同时，奥迪也采用了激光焊接技术来焊接车身。在舒适、美观的敞蓬轿车的生产中，VW公司的技术人员与奥地利的焊接专家Fronius公司合作研制开发了一种激光混合焊接技术。在高级敞蓬轿车的车门上，激光混合焊接焊缝的长度达到了35.7m，是纯激光焊接焊缝长度的3倍。在中国即将上市的一汽大众生产的紧凑车型Sagitar，又叫速腾，即使是“小车”，可是速腾的激光焊接却达到了30多米长。高尔夫的焊接长度方面，激光焊接也长达52.5m，Polo的全车身激光焊接总长度也达到6591毫米。
在激光混合焊接技术上，德国大众的材料专家认为：与纯激光焊接技术相比，利用激光混合焊接技术可大大提高板金件缝隙的连接能力。从而使得VW 公司可以更加充分地利用激光高速焊接时电弧焊接的工艺稳定性，大众的PhaetonD1所有车门都采用激光-MIG复合焊。另一个应用实例是BMW5系列的宝马轿车的铝合金隔板采用这种激光混合焊接技术与内高压变形加工的铝合金支架焊接在一起。在双焦点激光焊接技术上BMW公司采用了双焦点激光焊接技术。因为该技术在铝合金材料的焊接过程中有很好的性能，因此广泛应用于BMW公司的大批量生产过程中。
采用激光焊接的车身提高了车身30%多的钢度，从而提升了车身的安全性；同时也减轻了车身重量，还可以达到省油的目的；焊接的精度也大大得到了提高。这些，都帮助降低了汽车的生产成本，最终还是消费者受益，正所谓“科技以人为本”。
目前，在国外，德国大众公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的车顶均采用激光焊接，宝马、通用公司在车架顶部也采用激光焊接，通用、丰田、福特、宝马、菲亚特、奔驰、大众公司均采用激光拼焊板技术，美国三大汽车公司、德国奔驰公司则采用激光焊接传动部件，大众公司、通用公司、奔驰公司、日产公司应用了激光切割技术，菲亚特和丰田公司用激光涂覆发动机排气阀，大众公司发动机凸轮轴实现激光表面硬化处理。
在国内，从国内国产高品质车型，如：帕萨特、别克、奥迪等都采用激光拼焊板向激光焊接的转变上，国内开始了采用激光焊接技术的转变，在国内首先采用激光焊接技术（而不是激光焊接）方面，走在前列的还是一汽大众，同时部分国内汽车厂商也渐渐开始采用这种技术。激光技术目前在一汽的应用方面，一汽大众AudiA6顶盖和BORA后罩盖采用激光焊接，速腾（Sagitar）分别在车身的顶部、后罩盖等多处采用了激光焊接技术，焊接长度达到30多米。一汽使用的设备为德国HassYAG3KW激光器和Kuka机器人，一汽轿车公司轿车车身覆盖
件采用激光切割，使用设备为德国ARNOLD3KW三维五轴CO2激光加工机，一汽底盘零件厂刹车蹄片采用激光硬化处理，使用设备为国产2KWCO2激光加工机，一汽模具中心薄板件为激光切割，使用设备为国产1.5KWCO2激光加工机。随着激光焊接技术的成熟和激光焊接机的价格下降，中国的奇瑞汽车也开始采用激光焊接技术。
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、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，近年来正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、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2，处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态上的一致，是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。 2.3.受激吸收 受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级E1的一个原子，在频率为的辐射场作用下吸收一个能量为hν的光子，并跃迁至高能级E2，这种过程称为受激吸收。自发辐射是不相干的，受激辐射是相干的。 由受激辐射和自发辐射的相干性可知，相干辐射的光子简并度很大。普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。如果能够创造这样一种情况：使得腔内某一特定模式的ρ很大，而其他所有模式的都很小，就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度，使相干
课程考核方案 二0一三——二0 一四学年第Ⅰ学期 课程名称汽车车身焊接技术 授课班级 12装配1 授课教师张国良 院部现代汽车学院
目录 关于考试的说明 考核题目1 低碳钢板对接平焊 (1) 考核题目2 低碳钢板平角焊 (3) 考核题目3 低碳钢板I型坡口对接立焊 (5) 考核题目4 低碳钢板I型坡口对接二保焊 (7) 考核题目5 低碳钢板平角焊二保焊 (9) 考核题目6 2mm钢板搭接二保焊平焊 (11) 考核题目7 2mm钢板对接焊二保焊立焊 (13) 考核题目8 4mm不锈钢板对接TIG焊 (15) 考核题目9 6mm低碳钢板平角焊TIG焊 (17) 考核题目10 8mm低碳钢板直线气割 (19)
关于考试的说明 《车身焊接技术》采用实操考核方式，分数为100分。共分为10个考核题目。每个题目总分为100分，其中细分为3个考核项目：焊机及辅助工具的正确使用，焊件的焊接，焊后清理等习惯的考查。每个考核项目为100分，最后取平均值为该项目的最后考核分数。 焊机及辅助工具的使用主要考查学生对于焊机的使用，辅助工量具的使用，以及工作习惯的考查。 焊件的焊接主要考查学生焊前装配情况，焊接时焊接参数的选择，运条方法及焊接速度的控制以及关于熔池参数的观察。 焊后清理主要考查学生能否自觉的关闭焊机并能正确的清理维护焊机，场地的打扫等工作习惯的考查。 学生采用抽签的形式决定自身的考核题目。每个学生只能考核1项。
考核题目1：板I 型坡口对接手工电弧焊水平焊 考核要求 1、填空下列焊接工艺参数卡（见表1） 2、焊缝长300mm 、宽10mm 、余高0.5－2mm 、平直光滑无任何焊缝缺陷。 3、工时定额 工时定额为20min 。 4、安全文明生产 ①、能正确执行安全技术操作规程； ②、能按文明生产的规定，做到工作地整洁、工件、工具摆放整齐。 技术要求 1、要求自己选择焊接电流，按要求确定焊条角度和电弧长度。 2、焊后必须清理焊件表面飞溅，并且不得修饰、焊补。 3、必须严格遵守电弧焊安全操作规程。 4、材料：Q235 平敷焊
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数摘要：焊接技术主要应用在金属母材热加工上，常用的有电弧焊，电阻焊，钎焊， 电子束焊，激光焊等多种，本文详细介绍了激光焊接的工作原理与工艺参数，还讨论了激光焊接技术在现代工业中的应用，并与其他焊接方法进行对比。研究表明激光焊接技术将逐步得到广泛应用。 关键词：焊接技术；激光焊接；工作原理；工艺参数。 1. 引言 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、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，近年来正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、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2，处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态上的一致，是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，
工业机器人在汽车焊接中的应用焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。 典型的焊接机器人系统有如下几种形式：焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况下采用。焊接专机适合批量大、改型慢的产品，对焊缝数量较少、较长，形状规矩的工件也较为适用，至于选用哪种自动化焊接生产形式，需根据企业的实际情况而定。 在汽车领域的典型应用 纵观整个汽车工业的焊接现状，不难分析出汽车工业的焊接发展趋势为：发展自动化柔性生产系统。而工业机器人，因集自动化生产和灵活性生产特点于一身，故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。在焊接方面，主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。特别是近几年，国内的汽车生产企业非常重视焊接的自动化。如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上，各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制，自动完成工件的传送和焊接。焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人共61台进行，机器人驱动由微机控制，数字和文字显示，磁带记录仪输入和输出程序。机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。 类似的高水平的生产线，在上海、武汉等地都有引进。但这些毕竟还远不能适应我国民族汽车工业迅速发展的需要，我们必须坚持技术创新，大力加速发展高效节能的焊接新材料、新工艺和新设备，发展应用机器人技术，发展轻便灵巧的智能设备，建立高效经济的焊接自动化系统，必须用计算机及信息技术改造传统产业，提高档次。 新松机器人深度服务汽车行业大市场 作为国内唯一的“机器人国家工程研究中心”，新松机器人自动化股份有限公司从事机器人及自动化前沿技术的研制、开发与应用。其系列机器人应用主要涵盖点焊、弧焊、搬运、装配、涂胶、喷涂、浇铸、注塑、水切割等各种自动化作业，广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械、冶金、电子装配、物流、烟草、五金交电、军事等行业。目前，机器人系列技术及应用、自动化成套技术装备、仓储物流自动化技术装备已形成新松公司三大主导产业领域，旨在为用户提供卓越的技术和服务。迄今已累计向市场推出了800多台机器人系统，是市场上极具竞争力的“机器人及自动化技术和服务”解决方案提供商，也是国内进行机器人研究开发与产业化应用的主导力量。 新松公司的机器人产业应用主要是承担各类汽车车身自动冲压线、白车身焊装线、汽车总装线、发动机装配线、工装夹具及输送系统的设计制造；焊装线钢结构、管网工程的设计制造；焊装线工艺设计、平面布置、机器人选型、机器人用自动焊钳设计与选型、非标机
汽车车身焊装工艺技术(DOCX 51页)
汽车车身焊装工艺 汽车车身装配主要采用焊接方式，在汽车车身结构设计时就必须考虑零部件的装配工艺性。焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的，必须进行综合考虑，它是影响车身制造质量的重要因素。 第一节焊装工艺分析 工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下，能否保证以最少的原材料和加工劳动量，最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。 一．生产批量 车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说，批量越小，夹具的数量越少，自动化程度越低，每台夹具上所焊的车身产品件数量越多；反之，批量越大，焊装工位越多，夹具数量越多，自动化程度越高，每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。 1．生产节拍的计算 生产节拍是指设备正常运行过程中，单位产品生产所需要的时间。 假设某车年生产纲领是30000辆份 / 年 工作制：双班，250个工作日，每个工作日时间为8小时
设备开工率：85％ 则生产节拍的计算为： 2．时序图设计 时序图（TIME CHART）是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系，这些动作包括上下料（手动或自动），夹具夹紧松开，自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。生产线上每个工位的时序图设计总时间以满足生产节拍为依据，同时时序图也是焊装线电气控制设计的技术文件和依据，是机电的交互接口。 如图4－1所示为一张时序图，它的内容包括： （1）设备名称，它是以完成动作的单元来划分。例如移动装置，夹具单元1，焊接，车身零部件名称等。其中车身零件名称表示上料动作，组件名称表示取料动作。 2）相应设备的动作名称，它是以动力源的动作来划分的。例如移动装置是由气缸驱动上下运动和电机驱动工位间前后运动组成，它的动作名称分别为上升，下降，前进，后退；再例如夹具是由夹紧气缸驱动夹紧，它的动作名称分为夹紧，打开等。 （3）各动作顺序及时间分配，动作时间表分配是以坐标网格的形式标记，每格单位为5秒，一个循环总时间为生产节拍，各动作之间的前后顺序关系图用箭头线标识。一般气缸
汽车车身焊接技术现状及发展趋势 胡冠军 保定长城华北汽车有限责任公司河北074000 摘要:当今的汽车工业正在朝着节省能源、低碳环保、安全舒适和车身轻量化方向发展，因而轻合金、高强度钢和碳素纤维等材料在汽车车身的制造中被越来越多的采用，所以对于车身焊接技术的要求越来越高，摩擦搅拌点焊、胶接点焊、激光焊接、等离子焊接和中频点焊等焊接技术已较广泛地应用，本文就对汽车车身焊接技术现状及发展趋势做了简要分析。 关键词:汽车；车身焊接；现状；发展趋势 中图分类号：F407.471文献标识码：A 1、引言 针对现代汽车车身轻量化，以及对车身品质、可靠性、安全性要求高的特点，加上高节拍生产，对车身结构和焊装工艺的要求也进一步提高，新材料应用和新焊接技术迅速发展，焊装几何尺寸精度提高，此外，世界上已普遍采用信息化工程技术开发车身焊装生产线装备，焊装生产线装备已实现了高度自动化，2012年我国汽车产销突破1900万辆，创历史新高，而且汽车行业形成了多品种、全系列的各类整车和零部件生产及其配套体系，为保持我国汽车工业的稳步、快速发展，我国于2009年提出了“汽车产业振兴计划”。提出加强关键技术研发，加快技术改造，提升企业素质；以新能源汽车为突破口，加强自主创新，培育自主品牌，形成新的竞争优势，促进汽车产业持续、健康、稳定发展的思路。由于车身焊接技术水平和质量直接影响车身结构强度、安全性和生产率，由此带来车身焊装生产的新特点，对车身焊装提出了新要求。 2、车身新材料和焊接新技术 2.1、车身新材料 随着汽车工业的发展，为了节约能源和安全性考虑，车身采用大量新型材料。车身结构材料从单一钢结构，逐步向高强度优质钢结构，进而向轻质合金和复合材料结构发展。 （1）轻合金材料 为了使车身重量变得更轻，国外汽车厂商在车身结构设计中开始采用轻合
激光焊接的未来与前景 激光焊接前景 摘要：焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。激光技术涉及材料学、力学、计算机科学等。研发是一个消耗的过程，其投入要求高，资金回收期较长。单靠企业研发，速度很难跟上，于是有一部分压力转移到国家科研机构。所以产业化需要强大的经济实体后盾和政策支持。 关键词：焊接技术关键制造工艺激光焊接产业化 焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。中国2005年钢产量达到3．49亿吨，成为世界最大的钢材生产与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1．3亿吨，相当于美国一年的钢产量，成为世界上空前最大的焊接钢结构制造国。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。例如三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统，包括导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机座等，其中马氏体不锈钢转轮直径10．7m 高5．4m 重440t，为世界最大的铸－焊结构转轮。该转轮由上冠、下环和13或15个叶片焊接而成，每个转轮的焊接需要用12t焊丝，耗时4个多月。神舟6号飞船的成功发射与回收，标志着中国航天事业的巨大进步，其中两名航天员活动的返回舱和轨道舱都是铝合金的焊接结构，而焊接接头的气密性和变形控制是焊接制造的关键。由第一重型机械集团为神华公司制造的中国第一个煤直接液化装置的加氢反应器，直径5．5m 长62m 厚337mm 重2060t，为当今世界最大、最重的锻－焊结构加氢反应器，采用国内自主知识产权的全自动双丝窄间隙埋弧焊技术，每条环焊缝需连续焊接5天。西气东输的管线长4000km，是中国第一条高强钢（X70）大直径长输管线，所用的螺旋钢管和直缝钢管全部是板－焊形式的焊接管。2005年我国造船的总吨位达到1212万吨，占世界造船总量的17％，居于日、韩之后，稳居世界第三位，正向年产2500万吨的世界水平迈进。国内制造的30万吨超级油轮、新型5668标箱集装箱船、15万吨散装货船，以及为世界瞩目的，被称为“中华第一盾”的170舰，都是中国造船界的骄傲，船体是典型的板－焊结构。另外，上海中泸浦大桥是世界最长的全焊钢拱桥；国家大剧院的椭球型穹顶是世界最重的钢结构穹顶；奥林匹克主体育场的鸟巢式钢结构重4万多吨，也是世界之最。这些大型结构都是中国焊接制造的最大、最重、最长、最高、最厚、最新的具有代表性的重要产品。由此可见，焊接在国民经济发展和国防建设中具有非常重要的地位和作用。从“十一五”规划的二十项国家重大技术装备的研制项目可以看出，在百万千瓦级核电机组、超超临界火力发电机组成套设备、高水头超大容量水电机组、大型抽水蓄能机组、30～60万瓦级循环硫化床（CFB）锅炉的成套技术装备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级大型对苯二甲酸成套设备、大型煤制气成套设备以及大型煤矿综合采掘成套技术与装备中，焊接制造都是关键制造工艺之一。 但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。
试论汽车车身的焊接新技术及应用 作者：胥磊 来源：《科技创新导报》2012年第17期 摘要:在汽车制造工业中,按照汽车的车身不同,需要的零部件不同以及安装技术的要求不同等,就需要采用多样化的新型焊接技术。基于此,本文主要对汽车车身的焊接新技术及应用进行了探讨。 关键词:汽车车身焊接新技术应用 中图分类号:U284 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0064-01 1 新型的电阻焊技术 1.1 中频电阻焊 在中频电阻焊中,它的控制电源是三相交流电经过整流电路后变成脉动直流电的过程,然后通过由功率开关器件组合而成的逆变电路转变为中频方,再与变压器进行连接,经过变压器的降压后通过整流电路变成脉动电流,将电流以直流电的形式供给电极,最后进行焊接工作。 在进行生产车身的零部件时,主要用到的设备是能够提供固定式的大功率中频电阻焊,可以对车身的零部件进行凸焊或者多头点凸焊等。例如成焊宝玛曾给神龙提供了次级整流方式和以中频电源为主的专用凸焊专机,这种专机的容量从以前的200kVA降低为40kVA,大大提高了焊接的质量。 在进行装焊车身的生产过程中,在悬挂式电焊钳以及机器人电焊钳上会用到中频电阻焊。近几年来,中频电焊已经被广泛应用到镀锌钢板和高强度钢板的焊接上面。例如在大众、宝来等生产线上会做出如下规定:凡是进行焊接高强度钢板或者镀锌钢板时都必须应用中频电焊技术。上海和烟台则通用景程生产线进行侧围焊接,由于长期以来焊接的质量不过关,因此采用中频电焊技术在A柱部位进行焊接。而其他的一些汽车公司相继采用中频点焊技术也取得了比较不错的成效。 为了能够在车身焊接这一生产线上提高机器人的点焊质量、降低机器人抓举过程中的承载的负荷,因此广泛的使用了机器人中频点焊工艺。 1.2 伺服点焊钳 目前伺服点焊钳已经成为点焊技术里的一个新技术。经由伺服电机或者是伺服气缸来规划焊接的具体行程和焊接压力。伺服控制器既可以充当焊接机器人里的一部分控制系统,也可以当作单独的伺服控制器,通过它来让焊接压力经由反馈传感器生成可编程的伺服加压系统,这个
激光焊接技术应用及其发展趋势 摘要：本文论述了激光焊接工艺的特点、激光焊接在汽车工业、微电子工业、生物医学等领域的应用以及研究现状，激光焊接的智能化控制，论述激光焊接需进一步研究与探讨的问题。关键词：激光焊接；混合焊接；焊接装置；应用领域 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的Y AG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论，包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等，并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性，焊接现象建模与数值模拟，钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2]，激光焊接的机理有两种： 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状 对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属，由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：l，最高可达10：1。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形
汽车车身焊接技术现状及发展趋势 当前汽车已经成为了一种非常重要的交通工具，对于人们的生活有着非常重要的影响，而在进行汽车制造的过程中，必须要注意对于车身焊接技术方面的控制。对此汽车企业一定要重视起焊接技术的创新和研发，促使汽车车身焊接技术得到全面的进步，从而为企业未来的发展作出贡献和保障。基于此本文分析了汽车车身焊接技术现状及发展趋势。 标签：汽车车身；焊接技术；现状；发展趨势 一、我国汽车制造业发展概述 （一）汽车工业发展现状 近些年来，随着我国经济增速的不断加快，人们的生活水平得到了有效的提高，而我国的汽车产业也得到了更好的发展，我国的汽车销量已经连续多年保持世界第一，另一方面，汽车产业的发展也有效地推动了我国经济的进一步发展，为我国的经济增长做出了巨大的贡献。我国的汽车产业经过了多年的发展，在生产和制造等各个方面都已经形成了一定的体系，当前国家大力倡导可持续发展和节能减排，也使得我国传统的汽车制造业面临着新的机遇和挑战，因此也使得我国的汽车制造业出现了一些新的特征，而这些新特点和新要求的出现也对汽车车身的焊接提出了新的要求。 （二）现代车身焊装的特点 由于现代汽车在结构和功能等各个方面都产生了新的变化，这些变化的产生也对车身焊装的工艺和技术提出了一系列新的要求。当前汽车车身往往更加的轻，所以相比于老式汽车，当前汽车车身更多的是采用的新型的材料，在焊接方面也采用了更多的新焊接技术。当前人们对于汽车的安全性能有着较高的要求，而车身的焊接对于汽车质量有着重要的影响，所以人们也十分注重车身的焊接质量。车身的焊接影响着车身的美观，所以为了能够使得汽车的车身品质得到有效的提升，对于焊装的几何尺寸要求也更加精确，现在汽车的品牌和型号都十分丰富，所以说焊接技术也应该适应混合焊装生产。 （三）车身焊接的基本原理 在一辆车的车身上，焊点的个数高达上千个，在控制车身焊接质量的过程中，这些焊点起到了非常重要的控制作用，而在进行车身焊接的过程中，大都是采用点焊的方式，点焊就是把焊件变成搭接的接头，使得焊件压紧在两个电极之间，然后再运用电阻热把母材金属熔化，然后形成焊点。在车身上进行点焊的过程中主要包括四个基本的流程，分别是预压、焊接、保持和休止。在对于焊件进行预压的过程中，是没有电流经过的，只需要施加压力给母材金属即可。
激光焊接技术 激光焊接技术属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。 目录 1基本信息 2激光焊接的优势 3工艺参数 ?激光功率 ?光束焦斑 ?功率控制 4优缺点 5应用 6混合焊接优势 1基本信息 激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束，Laser来自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一个字母所组成。 由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。由于具同相位及单一波长，差异角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。 世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦，但仍属于低能量输出。使用钕（ND）为激发元素的钇铝石榴石晶棒（Nd:YAG）可产生1---8KW的连续单一波长光束。YAG激光，波长为1.06uM，可以通过柔性光纤连接到激光加工头，设备布局灵活，适用焊接厚度0.5-6mm。使用CO2为激发物的CO2激光（波长10.6uM），输出能量可达25KW，可做出2mm板厚单道全渗透焊接，工业界已广泛用于金属的加工上。 早期的激光焊接研究实验大多数是利用红宝石脉冲激光器，当时虽然能够获得较高的脉冲能量，但是这些激光器的平均输出功率相当低，这主要是由激光器很低的工作效率和发光物质的受激性所决定的。激光焊接主要使用CO2激光器和YAG激光器，YAG激光器由于具有较高的平均功率，在它出现之后就成为激光点焊和激光缝焊的优选设备。激光焊接与电子束焊接
汽车车身焊接技术现状及发展 随着经济社会“人人有车”的现象出现，汽车工业可谓是飞速发展。要实现汽车质量好，市场占有率高，就要回到汽车本身的制造环节-车身焊接技术。车身焊机技术是汽车生产制造的关键一步，能否将这一步走好、走踏实是决定汽车工业能否持续飞速发展的重要因素。 标签：汽车；车身焊接；焊接技术 随着社会的不断发展，人们的生活品质不断提高，对汽车的态度也从刚开始的“代步工具”逐渐发展到高品质、节能环保的安全汽车。面对这一要求，汽车生产商也不断研发新技术应用于汽车。特别是车身焊接技术，不仅是汽车生产的关键环节，如果能够突破自身发展，又是汽车生产的一大进步。因此，研究汽车车身焊接现状以及对其未来发展的分析是促进车身焊接技术的必要环节。 1 汽车车身焊接技术的现状 1.1 汽车车身焊接的特点 汽车车身焊接对于汽车生产起着承前启后的作用，国内车身焊接主要呈现以下几个特点。（1）注重车身焊接的实用性。现在人们对于汽车的购买已不像从前只注重汽车的外观，还注重汽车的实用，这也是车身焊接注重实用的原因。生产汽车的主要目的是代步，因此必须要提高车身焊接的实用性，保证汽车的质量。提高车身焊机技术，可以激发消费者购买欲望，提高市场占有率，这也是企业生产商的一大期望。（2）汽车车身焊接的集大成性。现在无论生产制造什么，不可能仅仅依靠一两门学科领域知识，汽车车身焊接则利用了多个学科领域的知识，并且使这些知识并不仅仅局限于应用于一个项目，而是相互结合起来运用于汽车车身焊接的多个项目，学科之间的界限已经淡化。（3）关联性。汽车车身焊接这一技术不是一个独立的生产技术和项目，而是与汽车生产的各个环节相关联，车身焊接这一环节还对其他环节有着影响。（4）车身焊接注重安全性。安全，是汽车生产各个环节都必须放在首位的要素。（5）汽车车身焊接具有广泛性。所焊接的汽车部件不仅仅局限于某一类型的汽车，还可广泛应用于其他类型的汽车。（6）车身焊接技术更新速度快。由于市场需求在不断变化，汽车车身焊机也必须跟上这一步伐来适应时代的要求，满足市场需要。 1.2 汽车车身焊接技术 汽车车身焊接技术不是一项独立的技术，有时需要将多项技术融合为一体。因此，我们需要掌握常用的一些汽车车身焊接技术，在这些技术基础上不断更新创造出新的焊接技术。（1）电阻焊技术。电阻焊技术顾名思义就是利用电流将所需焊接工件加热或塑形，从而使金属之间相结合的方法。在车身焊接过程中，点焊是电阻焊技术中最常用的方法。要进行点焊，必须要有焊点，在汽车车身一般有3000至5500不等的焊点。点焊技术当中较好的方法有胶接点焊技术，这一技
汽车焊接工艺简介 焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。 汽车焊接新技术或新用途 激光焊接技术 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd: YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm(注:原帖为mm)，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6μm(注:原帖为mm)，的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 激光焊接技术 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，焊接深度/宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。但是，如向保证激光焊接的质量，也就是激光焊接过程监测
与质量控制是一个激光利用领域的重要内容，包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器，通过电子计算机处理，针对不同焊接对象和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现自动化激光焊接。汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。 塑料焊接技术 超声波塑焊是将高频率机械振动通过工件传到接口部分，使分子加速运动。分子摩擦转换成热量使接口处塑料溶化，从而使两个焊件以分子联接方式真正结合为一体。因为这种分子运动是在瞬间完成的，所以绝大部分的超声波塑焊可以0.25～0.5s内完成。超声波塑焊适用于焊接面积较小，结构规则和热塑性的塑料件。 振动摩擦塑料焊接技术是使工件在加压的状况下相互摩擦，能量沿熔接部位传导，并且在特别设计的部位使塑胶因摩擦生热而溶化，溶化时段过后在继续加压的状态下冷却固化，固化后的接口强度与本体塑胶强度相当。 Branson塑料焊接技术已被成功地运用于汽车保修杠、仪表板和仪表盘、刹车显示灯、方向指示器、汽车门板以及其他与发动机有关的零部件制造工业中。近年来，原先许多传统使用金属的零部件也开始用塑料代替，如进气管，仪表指针，散热器加固，油箱，过滤器等。振动摩擦焊接适用于焊接面积较大，结构复杂的工件，而且对塑料类型没有特殊要求。 电阻焊的节能及控制技术 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。 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。 等离子焊（PAW）
汽车车身自动化焊接生产线 1．前言 A3车型是奇瑞公司的战略转型车型，为打造五星安全品质，对该车型提出更加苛刻的质量要求。焊装车身的制造水平提高依赖于先进的焊接设备，公司引进柯马公司的自动化生产线，完成车身下部和车身总成的焊接任务，以符合更高的焊接质量要求。 第一部分 A3自动化生产线设计纲领 第二部分电气控制系统 第三部分点焊机器人系统 第四部分其他系统 4.1滚床系统 4.2OPENGATE 4.3机械化输送悬链和BUFFER 4.4车型识别和生产管理系统 4.5激光检测系统 4.6安全系统 第一部分A3自动化生产线设计纲领 主要负责A3三厢和A3两厢两种车型白车身总成的生产，下部线和主焊线是混线自动化生产线，年产能约为20万辆。 车身下部线完成发动机仓、前地板、后地板等总成零件的拼装焊接工作，适应车身下部高强度的焊接要求。主要由27台机器人完成焊接工作、零件抓取，整条线还包括自动化输送悬链，零件缓存器。 主焊线主要是完成车身下部、侧围、顶盖、包裹架等总成的拼装焊接工作。由滚床、OPENGATE、和31台机器人组成。 主焊线OP130工位为在线激光检测系统，由4台机器人带动激光检测系统，对车身尺寸关键点进行在线检测。 第二部分电气控制系统 A3自动化生产线共有两个部分组成,分为车身下部线和主焊线,有5条空中输送线,工艺流程为发动机仓、前地板、后地板分别由3条输送线输送至车身下部线，车身下部经空中输送至主焊线，然后通过空中输送线输送至调整线。 整条生产线有车型识别系统一套，辊床一套、涂胶设备8套、COMAU机器人62台，采用SICK的安全保护设备，采用带有安全集成功能的CPU 416F-2的西门子PLC。控制部分的采用工业以太网和PROFIBUS（现场总线）连接，见图控制部分示意图。
激光焊接工艺详解 随着科学技术的发展，近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢？激光焊接的特点与优点又有哪些呢？ 下图是激光焊接的工作原理： 首先，什么是激光？世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦，但仍属于低能量输出. 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，假如焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:YAG 激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省往复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车产业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生均匀为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远间隔焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
汽车焊接技术现状及发展趋势 【字体：大中小】时间：2014-11-17 10:46:35 点击次数：15次 图1 采用激光焊接顶蓬消除了表面凹凸、省去了镶边 车身的焊装质量直接决定着后面工序的质量，车身的装配质量不良，不仅影响整车外观，还会导致漏雨、风噪、路噪和车门关闭障碍的发生，所以，焊接应该引起足够重视。 汽车工业中，焊接是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用，同时，汽车产品的车型众多、成形结构复杂、零部件生产专业化、标准化以及汽车制造在质量、效率和成本等方面的综合要求，都决定了汽车焊接加工是一个多学科、跨领域和技术集成性强的生产过程。在目前汽车零部件及白车身的制造中，主要的焊接方法有电阻点焊、CO2气体保护焊和激光焊，另外也有采用氩弧焊、电子束焊等。 焊接技术的特点 焊接是汽车制造过程中一项重要的环节。汽车的白车身、发动机和变速箱等都离不开焊接技术的应用。在以“钢结构”为主的汽车车身的焊接加工中，汽车焊接又有不同于其他产品焊接的要求： 1. 对焊接件的尺寸精度要求高 为了保证产品的装配精度和尺寸稳定性，要求尽可能减少薄板件在焊前的精度偏差和焊后的热应力与变形。 2. 对焊缝接头的性能要求高 焊接接头不仅要满足静态和动态的力学性能指标，而且有苛刻的低周疲劳性能要求。 3. 对批量焊接生产品质高且一致性好的要求 4. 对焊接生产过程高节拍、高效率的要求 5. 对“零缺陷”的质量控制与保证，提出了自动化焊接过程的监测与信息化管理的要求
图2 机器人焊接生产线 近几年来，汽车工业在焊接新技术的应用及推广方面起了积极的推动作用。针对汽车产品“更轻、更安全、性能更好且成本更低”的发展目标，当前的汽车焊接技术正在传统的材料连接概念与方法的基础上迅速地延伸和拓展，并向先进的“精量化焊接制造”的方向发展。 主要焊接方法 汽车制造业是焊接应用最广的行业之一，其中主要的焊接方法如下： 1. 电阻焊 电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，目前广泛应用于汽车制造中。 在点焊过程中，影响焊点质量的因素有：焊接电流、焊接压力、电极的端面形状、穿过电极的铁磁性物质及分流等。特别在阻焊设备较多的焊接车间，同时工作的焊机相互感应，对电网产生影响，导致焊接质量的稳定性和一致性较差。因此，电阻点焊控制技术显得尤为重要。目前，控制模式已由单模式控制发展为多模式控制，调节参量已由初始的单变量调节发展为多变量调节，在焊接过程中可同时对焊接电流、焊接时间和焊接压力进行调节。 2. 气体保护焊 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。CO2气体保护焊作为一种高效的焊接方法，以其焊接变形小和焊接成本低的特点，在我国汽车业获得了广泛的运用。但CO2气体保护焊在实际应用中还存在一些问题：以CO2气保焊中应用最为广泛的短路过渡形式为例，电弧电压、焊接电流或焊接回路电感匹配不当，或焊丝干伸长度不合适，都可能造成焊接电弧不稳定、飞溅以及未焊透等，对焊缝成形、焊缝的机械性能有较大影响。另外，短路过渡焊接时对焊接电源的动特性要求很高。如果选型错误，稳定焊接电弧的参数范围狭窄，会影响焊接的质量。 3. 激光焊
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7510854632.html, 汽车车身的焊接工艺及其措施 作者：孙海 来源：《西部论丛》2017年第04期 摘要：汽车结构中的壳体是属于一种繁杂的组合体，其基本是由百余样薄板冲压式工件 利用粘合、铆钉、焊制、机械式紧固等连接方式进行组合和构置而成。一般情况下，由于汽车车体冲压件本身所用的材料都是一些低碳型钢材，此类钢材具备很好的焊接品质。故此，在实施车体焊制活动时其时常显示出操作方便、节省钢料、密封性强等品质特点。同时又因为汽车本身壳体具有很强的结构复杂性，故针对车体焊制程序的设计内容彰显出了其自身独有的重要性，其是实现汽车制造品质改进的必要性条件，故本文在此针对汽车车体焊制程序设计做出粗浅分析。 关键词：汽车车身焊接工艺措施 1汽车车身焊接工艺概况 汽车制造中必须高度重视焊接工艺，关乎到汽车整体性能的发挥，也是汽车在制造的过程中必须经历的环节之一。汽车车身的焊接是复杂的过程，由于车身壳体是经过百余种及数百种薄板冲压而成，需要将其通过焊接、铆接、机械联结及粘接等工艺方法，联合成一个有机的统一体，是艰巨而复杂的过程，期间针对车身的材料焊接需要选取技术含量高的技术。这样即可以节省材料又便于操作，特别是焊接技术的选取，其密封性较好，具有众多的优势性能，是现代汽车制造中运用最为广泛的方法。 2焊接工艺技术在汽车行业的应用现状分析 如今我国处于交通行业迅猛发展的时代，人均汽车占有量猛增，汽车成为很多中国家庭必备的出行工具，而汽车生产工艺也在不断进行升级，与之相关的汽车维修与保养行业地位也有着提升，可以说，汽车使用率的增长给汽车服务业带来了发展的春天。汽车焊接工艺在汽车生产行业发展前期主要应用在汽车车身的焊接与调整方面，但在汽车生产工艺技术不断发展的当下，汽车车身制造已经不再需要焊接工艺的参与，而是采用了模具制造的技术方式，这样可以提高汽车车身生产的标准性，而当前汽车行业对于焊接工艺的应用主要是在汽车车身细节配件的安装焊接和汽车后期维修与改 装中。 1）在汽车维修领域，汽车焊接工艺的应用主要是解决一些由于汽车碰撞而产生的损伤，是保证汽车车身与其相应配件使用性能的一种方式，汽车维修工作人员利用汽车焊接工艺技术来调整发生位移的车身配件等，使车身与其配件的位置更加精准，连接更加牢固。