汽车制造业常用材料连接技术及应用.docx

材料连接方法课程大作业报告研究主题:汽车制造业常用材料连接技术及应用项目负责人:1研究主题汽车制造业常用材料连接技术及应用2汽车行业主要采用的材料连接方法一是激光焊接。激光焊接使用激光辐射来加热待处理的表面，并且表面热量通过热传导在内部扩散。使工件熔化，形成特定的熔池。二是激光复合焊接。激光混合焊接是激光束焊接和MIG焊接技术的结合。激光复合焊的优点是：速度快，热变形小，热影响区域小，保证焊缝的金属结构和机械性能。三是搅拌摩擦焊。摩擦搅拌焊接使用摩擦热和塑性变形热作为焊接热源。摩擦搅拌焊接过程包括突出到工件接头中的圆柱或其他形状（例如螺纹圆柱）。通过焊头的高速旋转,它摩擦焊接工件的材料，从而软化接头处的材料的温度。摩擦搅拌焊接质量高，不易产生缺陷，易于实现机械化，自动化，质量稳定，成本低，效率高。四是电子束焊接。电子束焊接是一种通过加速和聚焦电子束轰击由置于真空或非真空中的焊件产生的热能进行焊接的方法。电子束焊接具有无焊条，无氧化，工艺重复性好，热变形小的优点。广泛用于航空航天，原子能，国防和军事，汽车和电气仪表等许多行业。五是超声波金属焊接.超声波金属焊接是利用超声波频率的机械振动能量连接相同金属或异种金属的特殊方法。超声波金属焊接具有快速，节能，熔合强度高，导电性好，无火花，近冷加工等优点。缺点是焊接的金属部件不应太厚（通常小于或等于5毫米），焊点不应太大，并且需要压力。六是闪光对焊。闪光对焊的原理是使用对接焊机使两端的金属通过低电压和高电流接触，在将金属加热到一定温度并软化之后，进行轴向加压徽粗以形成对接焊接接头口工三、研究应用前景、项目社会效益或经济效益情况（100O字以内）1汽车制造中质量关键问题及质量控制力矩拧紧过程管理整车制造过程涉及的拧紧力矩要求可以说是覆盖整车车身，拧紧力矩对车辆的安全行驶起决定性的作用。力矩的控制方法：1）抽检：关键力矩在拧紧完成后，应使用检测工具进行按照每班检验2次（首末）检测并填写相关记录表格2）拧紧信息追溯：采用电动拧紧机时，力矩信息应与VlN码进行捆绑，进行保存，按工位日志进行管理，将拧紧信息体现在工位日志上。3）装配完成后需使用点漆工具确认。原则上要求点漆颜色应利于识别、确认，并在作业指导书中进行明确。4）检验确认：检验人员在复检作业时，采用其他颜色点漆笔确认。拧紧力矩的专项监察：1）力矩监管部门需按照关键、重要、一般等级分类，制定力矩专项监察计划，并实施；2）关键力矩每周覆盖一轮，重要力矩每月覆盖一轮，一般力矩每半年覆盖一轮；3）整车AUDIT审核需包含对产品力矩的专项审核，使用检测工具对关键重要力矩进行核查。设备控制：1）根据生产设备清单，编制设备工艺参数清单，应包含设备工艺参数设定值、误差值、实际值。2）根据设备工艺参数清单编制检查计划，关键质量控制点按生产节拍要求进行周期性。2汽车焊接自动化焊接自动化技术中还包含着其他技术，在汽车产业中也得到了广泛应用,本文将重点对其中三个技术的应用进行研究。第一，机械技术在汽车产业中的应用。机械技术是焊接自动化技术中的重要技术，技术需要根据汽车生产的实际要求具体情况进行应用，保证机械设备和机械技术之间的吻合性。在实际应用机械技术的过程中，由于汽车生产中使用的机械设备种类和数量较多，为了保证技术的实际应用效果，可以对机械设备进行固定处理，并且安装转换机械设备。在正式使用机械技术之前，需要先确定设备的类型和装置的类型，保证二者之间能够相互吻合。第二，传感技术的应用。传感技术主要通过传感器实现应用，在监督管理焊接技术的过程中，可以将传感技术应用到其中，该技术能够实现对焊接工作的高效检测，保证整个焊接工作的开展质量。尤其是在较为恶劣的环境中，如果采用传统的检测技术，则非常容易受到外界环境的影响，影响最终的检测结果。但是利用传感技术，能够有效解决这一问题。传感技术能够在较为恶劣的环境下对焊接自动化技术进行检测，确定其在实际应用中存在的问题，实现焊接自动化技术的不断完善，进而达到促进焊接自动化技术良好应用的目的。第三，自动化控制技术。该技术在实际应用的过程中，直接决定着焊接自动化技术的应用效果，作为焊接自动化技术中的核心技术，其应用价值也非常高。在对零件进行自动化操作的过程中，需要满足焊接要求，这就需要对控制系统进行不断调整，使其能够与实际焊接情况相吻合，通常情况下，控制系统需要经过多次的调整，经过不断实验的方式，将控制系统调整到最佳状态，最终形成一个高效的操作系统。3未来汽车焊接技术发展对焊接自动化技术的发展方向进行研究，能够对该技术进行正确合理的规划，保证焊接自动化技术的长期稳定发展。主要包括以下内容：第一，柔性化方向。将电、光以及机器相互结合，能促进焊接自动化技术向着柔性化管理的方向发展，提高该技术应用的综合水平。目前电子技术的发展水平逐渐提高，电子技术能够对焊接自动化技术起到辅助作用，实现焊接自动化技术的发展目标。第二，环保性方向。环保无论对汽车产业还是社会发展来说，都是未来发展的主要方向，焊接自动化技术也不例外。利用该技术的环保性能够实现技术的可持续发展，使整个焊接行业能够保持长期稳定的发展状态。环保性的发展方向已经成为该技术发展的必然趋势，在此过程中可以从噪音控制、污染控制等方面入手，减少技术应用中产生的污染，对外界环境进行有效保护。第三，智能化的方向发展。智能化与自动化具有紧密联系，实现智能化,则能降低技术应用成本，提升技术应用效果，保证我国汽车产业的生产质量。因此在未来发展中，焊接自动化技术需要逐渐提升自身的智能性。例如，在研究控制系统或者控制技术的过程中，可以对模糊控制以及神经网络控制展开深入研究，促进技术的高效发展。由此可以看出，焊接自动化技术目前在我国得到了广泛应用，在未来也具有较大的发展空间，相关人员需要正确认识到这一点，使该技术能够实现长期稳定的发展。汽车制造企业要积极研发焊接机器人工作站以及混合生产线，全面普及焊机自动化技术，逐步打造“无人焊接车间”。焊接机器人是焊机自动化技术研发重点，企业可以加快研发机器人控制系统、焊枪、机器人末端执行器、示教器以及视频识别系统等一体化工作站，技术人员可以在操作台进行远程操作，通过视频识别系统观察焊接作业进展。末端执行器是焊机机器人研发难点，技术人员要根据不同焊接工艺要求安装不同的夹具和机械臂，方便旋转或移动加工工件，确保对准焊接点，保证焊接点的准确性和稳定性，例如在焊接汽车电子控制系统面板时，需要换上小型号夹具，控制好面板，再利用机械臂把相应零部件焊接在对应位置，技术人员通过设定翻转程序来控制面板移动，确保所有零部件都焊接在触点上。搭建智能作业和检测系统，实施精细化焊接焊接自动化技术可实现自动检测、安全预警，企业可以在焊接自动化生产线安装传感器和视频检测系统,在线对车身焊接质量进行检测，降低车身焊接返工率，降低企业生产成本。例如技术人员可以针对汽车车架焊接设计检测系统，先对车架整体焊接点进行分类，选择合适的焊钳，例如X形，C形焊钳，再根据夹具总成来确定喉深、电极形状，采用横吊、纵吊还是转吊方式来进行焊接。技术人员确认好这些基本信息后，可以利用焊接机器人视觉系统进行作业，先对汽车车身进行全面扫描，确认全部焊接点，以及相应的焊接轨迹，在控制面板和示教器上设定好相关参数，技术人员通过视频监视器进行全程检测。自动感应小车把车技运输到作业区域，再由机械手和机器人共同作业，机器人可以先把夹具固定到制定位置，选用激光焊接头、钎焊等不同焊头与焊枪进行焊接。优化PLC系统控制技术，实现自动化加工PLC系统是焊接自动化的关键技术，技术人员可以根据汽车车身、零部件焊接工艺要求来优化PLC系统，利用PLC自动控制系统把焊接工件送到操作台上，自动更换焊接夹具，还可以利用PLC系统识别车型、为不同车型匹配不同的焊接程序，真正实现自动化焊接。例如技术人员可以利用西门子PLC系统控制激光焊接机器人以及焊接夹具系统，控制焊接机器人整个作业过程，通过设定指令要让机器人更换夹具、激光器，控制整合焊接生产线电源，实现自动化作业。例如技术人员在焊接汽车白车身时，可以运用PLC系统来设计焊接自动化程序，工位上安装焊接夹具，每套夹具上的气缸为一组，并安装三位五通电磁换向阀，气缸上还要安装干簧管磁性开关，把机器人通讯接口和夹具识别系统连接起来，设定好温度和位置传感器，旦焊接点温度太高或机器人未到达焊接点，系统会发出警报，PLC系统会记录激光焊接机器人作业情况，及时发现焊接过程中存在的问题，随时调整程序代码，保证汽车焊接自动化作业的稳定性和安全性。汽车企业要根据主要生产车型编写不同的PLC控制程序，方便技术人员根据汽车型号选择不同的焊接程序，对汽车零部件、车架和车身进行自动化焊接，严格把控焊接位置、焊接轨迹和焊接痕迹平整度，提升汽车外形美观度。优化机械操控技术，满足汽车不同焊接要求焊机自动化需要机械装置的配合，需要利用机械自动化技术来完成操作，例如固定机械装置和转化机械装置，方便焊接机器人进行操作。例如汽车车架焊接结构零件一般在2-4mm,对焊接精准度和技术要求比较高，技术人员可以为机器人设定CO2气体保护焊方法，控制好夹具定位面和压紧块以及焊接制件之间的缝隙，用夹具加紧焊接部位，防止车架在焊接时出现变形。焊接自动化要遵循对称焊接原则，从车架中央向前尾方向开始焊接，然后再向左右两侧进行焊接，尽量把焊缝安排在车架结构截面的中性轴上或靠近中性轴的位置上，减少焊缝引起的挠曲。焊接完成后还要对车架进行矫正，技术人员可以设定机械矫正法，以车架中部为中心，把整个车架放置在校正夹具上，分别向车架前端或后端四点施加外力，减少车架总成压缩变形区的金属变形，矫正车架外形。主要参考文献：1蔡或.汽车工业的焊接技术现状及发展趋势J.时代汽车,2019(04):149-150.2王宇峰.汽车车身焊接技术现状及发展趋势J.山东工业技术，2016(13)：48-48.3许有健,吴涛,梁玉环.基于汽车生产制造过程的质量管控措施J.时代汽车，2021(04):115-116.4林本健.浅析汽车产业中焊接自动化技术的发展应用研究J.内燃机与配件,2019(24):180-181.5张浩.现代汽车制造业中的检测技术及其应用.同济大学.上海地面交通工具风洞中心.6叶润.汽车产业中焊接自动化技术的现状以及发展研究J.山东工业技术，2018(23)：46.7巢杰,程超,陈海龙.谈汽车产业中焊接自动化技术的应用J.时代汽车，2021(23):162-163.8林本健.浅析汽车产业中焊接自动化技术的发展应用研究J.内燃机与配件,2019(24)：180-181.