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摘要：基于汽車車身焊接技術的應用現狀，分析汽車車身焊接過程的制造自動化和智能化，汽車產品新材料帶動新技術。探討汽車車身焊接技術的發展趨勢。
關鍵詞：自動控制；汽車制作；焊接技術；機器人驅動
0引言
電子信息及計算機技術的發展，加快了焊接工藝研究的進程，新的工藝方法和新的工藝手段不斷在生產實際中得到實現。本文探討汽車車身焊接的智能化與自動化的現狀及發展趨勢。
1汽車車身焊接技術
1.1焊接技術的自動化
焊接自動化技術的應用，能夠突破人類的生理局限，不受時間和環境等因素的控制，有效提高生產效率和焊接質量，節約日益增高的人工成本。一般而言，在年產量達10萬臺以上的汽車生產廠，焊接自動化率可達75%；年產量達15萬以上的汽車生產廠，焊接自動化率可達90%以上；年產20萬臺的汽車生產廠，焊接自動化率均達到100%。隨著國家經濟的發展既人民生活水平的提高所帶動的汽車消費升級也使得焊接自動化智能化有巨大的市場前景：（1）經濟適用價格低廉已經不再是汽車市場的主流，而邊際利潤更高的中高檔車逐漸成為汽車的主要市場，使得汽車生產廠在做生產線規劃選擇時不用考慮焊接自動化和智能化所帶來的設備成本問題。（2）持續增長中高檔車的消費市場，對生產效率的要求上升到主導位置，更快的占領市場滿足市場需求是各大汽車生產廠的經營策略，無疑焊接自動化智能化都成為更好的選擇。（3）中高檔汽車的品質要求，汽車輕量化所帶動的有色金屬材料的使用，也要求焊機自動化及智能化在實際生產中要得到更為廣泛的應用。
1.2焊接工藝自動化技術現狀
我國焊接技術實現自動化的戰略目標是實現焊接生產自動化實踐的過程，將計算機用于輔助設計和工業制作。整個焊接技術發展新局面的誕生是焊接機器人的出現，機器人自動化焊接在各行各業都有所應用，但是在汽車制作公司的應用，是焊接機器人應用的主要領域。焊接技術自動化的表現在于節能化的焊機和弧焊機。這兩種機器的出現對整個行業的發展起到了重要的推動作用：（1）大規模生產作業的氣體保護焊應用較廣泛。無論是汽車主機廠，還是零部件生產廠，由于大規模的氣體保護焊所產生的有害煙塵對人健康的影響和生產效率的需要，均都建立弧焊工作站，用機器人代替人工，實現了氣體保護焊生產作業的自動化。（2）激光焊、攪拌摩擦焊、鉚焊等特種焊接工藝，由于生產效率的需要和工藝實現要求高，普遍以自動化生產形式來實現。（3）焊接過程復雜和勞動強度大的焊接作業，均以自動化的焊接手段來實現。受制于產業升級進程的影響，汽車行業中焊接自動化技術的應用只能說是普遍而不是大規模使用。焊接自動化的分布情況基本是合資品牌大于自主品牌，暢銷車型大于非常小車型，豪華車大于經濟車型，傳統造車企業大于新能源企業。整體呈現成本/利潤導向的模式。
1.3焊接工藝智能化的應用
目前焊接工藝智能化主要體現在三個方面，一是生產作業實現手段的智能化；二是焊接過程控制的智能化；三是分析診斷過程智能化。（1）生產作業實現手段的智能化。根據圖像識別技術而產生的視覺系統，在工業生產各個領域均有廣泛的應用。焊接生產環境復雜，尤其在大規模批量生產中，由計算機技術引領的圖像識別技術，能夠模仿人類對特定的要素進行視覺識別。由于技術成本高，應用范圍窄，并未大范圍使用。（2）焊接過程控制智能化。自動化一體調節焊接參數的智能化技術出現時，將整個操作都更加簡單化和便捷化，智能化程度也越來越高。在汽車生產中，焊接自適應系統能夠根據動態電阻的變化輸出與之相符的焊接參數，很好的消除焊接過程中產生的飛濺或由于其他因素導致的虛焊等質量缺陷。尤其是對于焊接過程更為復雜的有色金屬焊接，焊接自適應控制系統更能發揮強度的作用，確保焊接質量的可靠性。焊接過程控制智能化的發展相對成熟，無論是人工電阻焊的控制設備還是自動焊的控制設備均由較為普遍的使用。帶有自適應模塊的焊接控制設備的價格是普通焊接控制設備的價格2～3倍，從一定程度上限制了新技術的推廣。（3）分析診斷過程智能化。專家診斷系統和在線檢測技術的應用，使得焊接質量檢測不再困難。以往的焊接質量檢查基本是由專業人員在離線狀態下通過抽樣進行晶相分析、X光探傷、磁粉探傷、超聲波探傷等手段進行，同時檢測周期長，由于是抽樣測試存在檢測風險。而隨著專家系統的誕生和自動化檢測技術的應用，目前已經實現了在線的質量檢測。但僅就其質量控制成本而言，質量不是越高越好，在滿足使用要求的前提下，過度的質量控制無疑會增大企業的運營成本。專家診斷系統級在線檢測技術的使用僅限于對焊接質量要求高的豪華車的特種材料焊接中。
2汽車車身焊接技術自動化和智能化
2.1汽車產業升級
在汽車產業高速發展的今天，隨著汽車行業生產節奏的加快，汽車生產在保證質量的同時，也追求產量，提高規模效益。一個汽車產品的生命周期只有3～5年，隨著產品的升級，汽車焊接生產線也隨之升級，原有自動化、柔性化程度較低的生產線逐漸退出歷史舞臺，取而代之的是自動化程度更高、柔性程度更高的現代化焊接生產線。自動化成為汽車車身焊接生產線的發展方向，焊接機器人也順應時展技術和行業要求誕生。焊接機器人是獨立操作的個體，動作自由度較高、程序靈活，且自動化程度以及柔性程度都較高[1-3]。焊接方面主要是點焊機器人和弧焊機器人。
2.2汽車產品新材料帶動新技術
汽車的輕量化發展，越來越多的新型材料得到應用，一些新型的金屬材料以及高強度的有機合成材料等，都是未來焊接技術的主要焊接材料。為了適應新的材料，有許多新型焊接技術的出現，如擴散焊等。新材料的應用使得轎車材料構成發生了明顯改變，目前許多汽車廠商都開始大量使用雙面鍍鋅的鋼板，和鋁合金板，最有效的焊接方式就是激光焊接。為了配合新型焊接技術的出現，焊接設備的智能化和焊接質量要求也越來越高。新型焊接技術類似激光焊以及電子束焊等都得到大量使用，所以焊接設備以及質量的穩定性以及數字化水平也得到了很大的提升。傳統焊接生產向著精細化的方式轉變，是基于計算機以及信息技術在工業領域的應用。對于一些焊接技術要求較高的操作，也可以進行虛擬建模的方式，讓焊接機器人進行仿真技術的練習。大量應用在焊接過程策劃以及工藝參數優化等各環節的技術，對于加快焊接技術的編制以及縮短現場調試時間，都有著重要的應用價值。仿真技術在焊縫質量的評估以及焊接后的變形測量等檢驗方式中，都可以發揮重要的作用。新車型在設計階段還可以運用智能化的仿真技術進行疲勞性能以及沖擊性能等綜合考慮，做出適用性方面的性能評價。運用計算機和信息技術，對焊接過程中的質量分析和優化有著重要意義。而對技術準備以及質量檢驗等環節方面提高要求，也有利于企業的管理和決策。
3汽車車身焊接技術的發展趨勢
從整個汽車行業的焊接現狀來看，發展自動化柔性生產系統是整個汽車工業的焊接發展趨勢，更加符合自動化的規劃路徑。發展焊接技術自動化和智能化，需要注意可持續發展理念以及環境保護的觀念。焊接行業的耗能較為突出，堅持可持續發展是必然選擇，也是長遠打算所在。在焊接方面可以推廣清潔化生產，在一些高溫噪聲的環境中，堅持焊接自動化生產，可以有效減少對環境的污染。為了促進技術的發展，也可以引進發達國家的制造技術，在借鑒先進技術讓焊接自動化系統更好地更新換代。
4結語
我國焊接技術的智能化和自動化是行業發展的主要趨勢，可以通過對焊接技術的優化來適應新型材料的使用，也可以通過焊接機器人的推廣來提高技術的精確度，推動整個生產線自動化和柔性化發展等，都可以進一步優化焊接技術，也是為了將焊接技術推廣到其他行業的必然要求，是促進國家制造業進步的重要措施。
參考文獻
[1]丁姝慧.基于PLC的汽車焊接機器人控制研究[J].現代信息科技,2019,3(12):157-158+161.
[2]王云華.汽車產業中焊接自動化技術的應用[J].時代汽車,2019(03):111-112.
[3]葉潤.汽車產業中焊接自動化技術的現狀以及發展研究[J].山東工業技術,2018(23):46.
作者:曲家宇 單位:江西昌河汽車生產制造部焊裝車間
