全铝合金白车身焊接生产线关键工艺设备探讨

摘 要：白车身是车身构建和覆盖件的焊接总成，同时还包括车门、发动机罩、前翼板、行李箱盖四个部分。所谓全铝合金白车身即将铝合金作为白车身的组装材料，采用相应的焊接技术进行组装生产。本文主要就全铝合金白车身焊接生产线关键工艺设备进行了相关的阐述和分析。

关键词：全铝合金;白车身;焊接生产线

随着环境问题的不断加剧，我国开始大力推广新能源汽车。在新能源汽车生产的过程中，全铝合金车身是最合理的车身形式之一，其制造结构可以以轿车、SUV的车型骨架为参考。其中，骨架选用铝合金型材、板材，利用焊接、铆接的方式进行组装拼接，选用复合材料制作外覆盖件。在设计车身的过程中，要充分考虑布置的合理性，不仅要保障汽车的使用性能，还要降低车身重量，至少比同类钢板车轻25%，从而满足新能源汽车轻量化、长续航的要求。

1 全铝合金白车身焊接生产线关键工艺设备应用需求

1.1 生产线工艺简介

全铝合金白车身焊接生产线布局与普通的车型车身焊接生产线相似，但工艺设备却与传统焊接线所使用的工艺设备有很大的差异，这主要是因为工艺生产方式不同。例如，某个车型的铝车身生产工艺中，弧焊占据了较大的应用比例，约有72%;点焊和铆接的所占比例较小，分别是7%和21%。因为铝点焊需要较高质量的应用设备，在质量控制方面仍旧有待提升。铆接则只能应用在平板或简单零件结构的焊接处理中[1]。目前，铝车身的制造工艺以MIG弧焊为主，焊缝打磨、车门装配等也是必不可少的应用工艺。根据工艺技术的成熟性，本文主要对MIG焊的应用进行阐述，铆接的应用为辅，不论是生产线的规划，还是设备的选型，都要对MIG焊的影响进行考虑。

1.2 工艺设备选择

与钢焊接相比，铝MIG焊的焊接特殊性较强，根据焊接特性需要采用不同的工艺设备。目前来看，铝MIG焊表现出的焊接特性包括：热输入量大;铝合金融化温度达，在560℃-620℃之间;导热系数大、速度快;熔融铝合金凝固成晶体之后体积会缩小，约缩减6%。焊接后会出现变形和较大的残余应力;温度越大气孔越大;铝临界氢分压低;铝合金凝固时，氢溶解度会骤然下降，约降低原本的20倍左右。根据铝合金焊接的特性，明确该工艺实施应该满足的需求，即可以进行高线能量的输入，同时也能减少焊缝裂纹的数量。应该对零件进行相应的外部拘束，焊接环境也要进行控制，尽可能保持在湿度低、净化条件好的环境中。从安全性能角度来看，要对空气中的铝粉尘浓度進行抑制。根据工艺需求选择应用设备，主要包括铝合金焊机或焊接机器人、夹具、除尘除湿控温系统、打磨除尘系统。

2 全铝合金白车身焊接生产线关键工艺设备的应用

2.1 铝合金焊机

为了提升焊缝品质，可以结合脉冲和短弧焊技术，降低键入薄板的线能量。利用多样化的脉冲组合，减少间隙变化，同时提升拐角敏感性，进而增加熔深、熔宽的控制效果，降低厚薄板搭接不均匀热传导的灵敏度。对波形的控制能力进行优化，提升熔滴过渡的均匀性[2]。采用智能短路的过渡方式，内部搭载参数不少于200组。焊机采用的控制和调节方式为双脉冲控制和参数一元化调节。其性能参数如下：选用铝材焊接，电流为16-600A、双脉冲或一元化调节、送丝速度为每分钟0.8-25m。

2.2 弧焊夹具

为了减少焊接变形的问题，同时控制焊接尺寸，需要采用零件定位、铝型材定位等技术。在焊接铝板和型材时，两个夹紧面之间的距离不能超过300mm，同时要夹紧薄板件的焊缝区。为了方式型材的变形问题，需要在压紧面设置限位，利用机械自锁来降低焊接应力。保障压紧力适中，一个压臂对应一个压头。

2.3 除尘除湿控温系统

系统主要由冷热泵机组、送回风系统、空气处理系统内、控制系统组成。从设备性能的角度来看，对整体式厂房进行治理，该系统应用的送风模式为侧面底部送风，送风原理为顶部捕集分层送风，利用空气之间的密度差，形成流通气流。除湿控温与除尘净化采用一体化的设计模式，同时与空调制冷系统结合，利用冷冻除湿的方式来控制空气的相对湿度[3]。为了保障工作间的采光，左右两边需要安装窗户，侧门选用推拉门。

2.4 打磨除尘系统

焊接完成后，打磨局部焊缝是必不可少的工艺环节。在封闭的打磨间之中，采用上送风下吸风的气流组织形式，捕捉到的粉尘可以通过管道进行过滤净化处理，处理后再排放到打磨间内，以此降低打磨间内的粉尘浓度。可以采用PLC程序对除尘机进行控制，同时配备相应的防火阀、助燃防静电滤芯，以此保障除尘机使用的安全性。

3 结语

综上所述，在铝合金白车身焊接的过程中，为了确保焊接质量，需要选用符合生产要求的工艺设备。根据焊接生产线的特点和生产要求，明确设备型号，进而制造出更高质量的白车身。

参考文献：

[1]宋亮.全铝合金白车身焊接生产线关键工艺设备探讨[J].时代汽车，2017（09）：74-75.

[2]漆俊杰.轿车白车身焊装生产线的工艺规划与布局设计[J].南方农机，2018（12）：53.

[3]李鹏.汽车白车身激光焊接生产线自动化系统的研究[J].山东工业技术，2018，277（23）：140.

推荐访问:车身 铝合金 焊接 生产线 探讨