汽车焊接工艺论文范文参考关于汽车焊接工艺的优秀论文范文【10篇】

汽车焊接工艺论文范文参考关于汽车焊接工艺的优秀论文范文【10篇】 电阻点焊具有生产效率高和易于实现自动化等优点,是汽车白车身主要生产工艺.在白车身点焊过程中,存在较多影响焊接质量稳定性的因素,而且在焊装过程中经常出现各种异常情况,造成较多质量问题.目前,由于焊装车间缺乏相应的监测技术,无法对生产信息进行分析,异常情况也得不到及时处理,在一定程度上限制了企业生产效率和产品质量的进一步提高.本研究以焊装车间点焊过程为研究对象,研究监测技术和基于以太网技术的生产过程监测系统. 本文提出了基于以太网的监测技术的总体框架,按照功能将监测系统分为四个不同层次：企业信息管理层、现场信息管理层,生产监测层和生产设备层.生产监测层采用集散监测的方式,对汽车焊装车间各个工位的点焊过程进行监测,通过以太网将信息传输到计算机管理系统.提出了生产过程信息管理系统的总体模型,主要分为四个模块：实时信息管理、设备信息管理、生产信息管理和系统信息管理模块.在监测系统实现过程中,解决了利用8位单片机实现工业以太网通信和生产过程信息管理方法两个关键技术. 为了能够获得生产过程中的实时信息,本研究以双单片机作为核心,双口RAM作为数据共享单元,专用的网络芯片作为网络控制器,设计和开发了基于以太网的点焊监测系统,能够独立完成信号的调理、模数转换、数据本地暂存和以太网传输等功能.设计了数码显示模块,可实时显示工件数、焊点数、焊接电流、焊接时间和导通率等信息,便于现场管理人员控制生产进度和优化产品质量.针对焊装过程中电极失效以及漏焊等异常情况,设计了拥有8段独立语音的报警系统,通过语音提示操作人员对异常情况进行及时处理.同时,在不改变现场设备的前提下,利用车型识别和焊点计数的方法,设计焊接规范自动转换模块,实现工件不等厚板的焊接工艺自动调整.系统软件采用C语言编写,在统一的逻辑控制信号和时钟信号的控制下,实现上述各个监测功能. 点焊喷溅时,由于喷出的金属将引起动态电阻幅值突变,提出了以动态电阻突降幅值作为判断喷溅的特征量.研究了电极寿命与动态电阻之间的关系,提出了以动态电阻幅值的整体突降作为电极寿命判断依据,为电极状态在线实时监测提供理论基础.为了防止工艺规范转换出现混乱,研究了板厚与动态电阻之间的关系,提出了利用动态电阻幅值差异作为间接测量焊点处板厚的方法.考虑支持向量机算法内部二次规划占用较多资源等问题,提出了以“顺次最小优化算法”作为分类算法,并介绍了该算法的基本原理、程序流程和具体实现等.应用大量的数据样本进行训练,结果表明所建立的分类器具有较高的准确性. 在充分了解汽车焊装车间生产流程和工艺特点的基础上,建立了生产过程信息管理系统,实现设备静态信息、点检信息以及故障信息的准确记录和反馈,各个工位的合件信息,工艺规范信息和操作人员信息等的有序管理,以及点焊过程实时信息的准确记录和有序管理.在分析以上信息的类型和基本流程的基础上,建立了信息的基本模型,同时采用模块化的方法,确定了信息之间的约束条件.利用LabView作为开发工具,设计和开发了计算机信息管理系统,利用数据库技术实现了信息的存储和管理.采用ODBC技术作为异构数据库的访问接口,实现了点焊过程信息的实时显示和存储,生产信息和设备信息的存储和查询,过程信息分析等功能. 监测系统利用分类结果对电极的运行状态进行在线监测,当电极失效时,通过语音报警提示操作人员进行及时处理,应用结果表明电极寿命的识别准确率较高.为了能够实现不等厚板焊点工艺自动调整和工艺规范评判功能,设置了两个并行的具有二次脉冲的点焊工艺规范,实现焊接工艺的实时调整和评判.现场应用表明工艺规范转换的准确率达到了98.8%以上,满足焊装车间的实际应用要求. 本文利用大功率CO2激光器,采用目前先进的激光焊接方法单光束对焊、双光束焊接、填丝焊及激光-MIG复合焊,分别研究了Fe-C系汽车材料,包括:薄钢板(车身镀锌钢板和裸板)、厚钢板(后桥桥壳钢板)、齿轮材料的激光焊接工艺、焊缝组织和性能,试验分析了锌层对镀锌钢板激光焊接的影响,初步研究了激光填丝焊焊接机理,尝试探索出一种快速激光焊接工艺参数优化试验方法,全面研究了变速箱一速齿轮“热后焊”的工艺可行性,成功地将激光焊接技术用于重型卡车驾驶室顶盖小批量试制. 目前的制造模式在快速响应市场需求上显得有些不足,此外还存在着生产率与系统柔性间的矛盾.因此,必须探索新的制造模式以解决这些矛盾.在这种情况下,一些学者提出了可重构制造系统RMS（Reconfigurable Manufacturing System）这一制造哲理.汽车制造业是全球性重要支柱产业,在激烈的市场竞争中,必须根据市场需求,尽快地制造出客户满意的个性化汽车,主要表现为车身具有个性化,而底盘则可以变化很小或者不改变.焊装是汽车制造的四大工艺之一,焊装生产系统的快速高效建造是汽车制造业快速响应市场需求的重要条件之一.因此,将RMS这一制造哲理用于指导汽车焊装生产线的设计和制造工作,对增强汽车制造企业竞争力有重要意义.本文结合可重构制造系统使能技术,针对汽车焊装生产这一特殊的制造活动,研究在底盘变化较小的情况下,汽车焊装可重构制造系统的关键支持技术PCDIKS. 激光加工技术已广泛应用于汽车白车身及其零部件制造,尤其是激光切割与焊接在国外已逐渐成为车身零部件制造的标准加工工艺.激光焊接、切割技术虽然在国内取得了长足的发展,但在汽车制造方面的应用与国外尚存在较大差距,目前主要还是引进成套激光加工设备、生产线和工艺技术,用于汽车拼焊板,车身组件的焊接和切割.这阻碍了激光这一高新技术的应用推广,降低了激光产业化水平.为提升我国汽车制造的先进技术能力,在更广范围和更深层次上,加快激光加工在汽车制造业的应用与发展.首先要加强激光切割焊接汽车车身及其零部件的基础理论及工艺技术研究,其次要加快其成套设备的研制. 本文综述了国内外研究现状,从车身的激光切割焊接实际应用出发,发现关键问题：在车身的三维激光切割中的空间狭窄位置切割头易与工件发生碰撞、工件拐角处易产生过烧、工件变形产生超程报警等；在车身激光焊接中,某些空间狭窄焊接部位焊接头也易与工件或夹具产生干涉、两车身零部件搭接位置因工件变形或夹持力度不够易产生较大的间隙致使无法进行熔焊连接、车身焊接部位激光焊缝长度和间距的制定无章可循、各种新材料在车身上的应用使得焊接难度增加等等.针对上述关键问题,本文从理论和试验上展开了全面研究. 首先,基于某一车型的车门和侧围工件的结构与工艺特点,并兼顾生产单元的柔性及安全性,对生产单元进行了布局总体设计和主要设备的选型.重点分析和解决了三维激光切割过程中的碰撞、工件变形、转角过烧等难题.提出了激光型式(脉冲激光和连续激光)的选择原则.并通过试验的方法研究了三维激光切割工艺参数如激光功率、切割速度、辅助气体压力、脉冲频率、占空比、光束入射角及焦点位置等对切割质量的影响；从切缝宽度、切割面粗糙度、切割面波纹、挂渣及热影响层深度等方面对切割质量进行了评定.通过对试验结果的分析,总结出了工艺参数对切割质量的影响规律. 其次,对激光焊接熔池特性进行了数值计算,分析了工艺参数对熔池形状及温度分布的影响.针对车身高强镀锌钢、镀锌钢、低碳钢以及铝合金等车身板材进行了光纤激光与C02激光搭接焊试验.研究了异种材料高功率光纤激光与C02激光搭接焊接头的成形特性和力学性能情况,以控制和优化车身零部件激光焊接质量.结果表明,采用光纤激光与CO2激光焊接时,焊缝形貌和接头性能均存在一定的差异,且光纤激光的焊接性能较CO2激光好.此外,在相同参数下进行异种板材激光搭接焊时,板间间隙大小、两板上下层的相对位置对焊接性能也有一定的影响. 随后,针对汽车白车身零部件激光搭接焊的结构特点和镀锌板搭接焊的难点,分析了激光光束入射角、板间间隙和焊缝布置形式等对接头焊接性能的影响.并研究了基于不同板材组合的搭接接头和各种影响因素下的临界光束入射角和极限可焊板间间隙.结果表明,板材厚度、焊缝熔宽等对临界光束入射角与极限板间间隙都有一定的影响.板材厚度较大时,光束入射角不宜太大,而板间间隙可适当增大；焊缝熔宽较窄时,光束入射角可适当增大,而板间间隙不能太大.此外,板间间隙与光束入射角也相互影响,板间间隙较小时,光束入射角不宜太大.当被焊试件规格尺寸和焊缝总长度不变时,以“短长度与多段数”形式进行焊缝布置的接头表面形貌和力学性能均较好. 最后,对激光焊与电阻点焊的性能进行了比较分析.针对同一板材搭接接头,设计了不同长度的激光焊缝,通过对各长度焊缝的接头进行力学性能比较,得出与一个电阻点焊性能相当的激光焊缝长度,并以此长度作为激光焊的最短焊缝长度.同时,分析了不同板厚、不同材质、不同焊缝表面熔宽以及异种板材的两板相对位置等因素对最短激光焊缝长度制定的影响.结果表明,板材厚度与焊缝表面熔宽不同时,最短激光焊缝长度取值不同；对于厚度和材质相近的异种板材搭接接头,两板的上下相对位置对激光焊缝长度的制定影响不大.此外,基于某一车型的车门零部件进行了激光焊与电阻焊对比试验.结果表明,采用激光焊时,焊接速度及车门整体静态强度显著高于电阻点焊,且激光焊接过程体现出更高的柔性.同时,激光焊接头的金相组织较电阻点焊细小均匀,显微硬度高于电阻点焊接头,抗腐蚀性能也优于电阻点焊接头. 800MP*高强度镀锌钢板由于强度高、回弹小、成形性好和良好的抗腐蚀性等特点而成功地应用于白车身的高强度吸能件,如A-B-C柱加强板,门槛,座椅骨架,保险杠加强板,纵梁,横梁等方面.而能否解决高强度镀锌钢板的焊接问题,是关系到车身轻量化,安全性以及该钢种进一步应用的关键问题之一.所以,对其进行焊接性研究,具有重要的理论意义和工程实用价值. 激光焊接是实现高强度镀锌钢板高质量焊接的重要手段,本文首先在热传导温度场模拟研究的基础上,对高强度镀锌钢板以及高强度镀锌钢与普通冷轧钢的拼焊板进行了激光焊接的试验研究,其次在研究激光焊接热循环特征的基础上,对高强度镀锌钢板焊接接头的组织转变与晶粒长大规律进行了深入研究,着重分析了化学成分,晶粒尺寸及显微组织对焊接接头力学性能的综合影响.取得了如下主要结果: 1、建立了激光焊接的热传导数学模型,利用有限差分法对模型进行了求解.当功率较低时,激光焊接属于热传导焊接模式,随着激光功率的提高,当工件表面刚好出现汽化时,则处于热传导焊接向深熔焊接过渡的临界状态.这样,通过研究这种临界焊接状态的情况,得到了激光深熔焊接高强度镀锌钢板的下临界功率与焊接速度的关系. 2、在激光焊接高强度镀锌钢板试验研究的基础上,分析了激光焊接的工艺参数对深熔焊熔化特性的影响,得到本试验条件激光焊接的最优工艺参数.为保证拼焊板良好的机械性能,采用侧吹保护气体的方法能有效地控制镀锌层对焊接接头质量的影响,比较了N2和Ar作为侧吹辅助气体进行焊接时,其最大熔深,接头的硬度,韧性和焊接件的杯突值等方面的差异.检测焊接件的力学性能,腐蚀性能和微观组织后表明,用CO2连续激光焊接高强度镀锌钢可以有效地避免高强度镀锌钢HAZ的软化,气孔和裂纹等焊接缺陷,焊缝抗腐蚀性能良好. 3、对高强度镀锌钢板与普通钢板作了激光拼焊的试验研究,分析了激光功率,焊接速度与焊缝熔深,熔宽的关系,得到了本试验条件激光焊接的最优工艺参数,激光拼焊接头的力学性能优良,没有出现HAZ软化现象.拼焊板的成形性能取决于两种材料的强度比和厚度比,焊缝易于向高强度镀锌钢板一侧偏移,普通钢板越薄,焊缝的偏移量越大.腐蚀试验表明,高强度镀锌钢与普通钢的拼焊板因构成双金属腐蚀而抗腐蚀能力比较差,其腐蚀速度比高强度镀锌钢板的激光焊接接头的腐蚀速度快,应采取措施加以保护. 4、在考虑薄板散热的情况下,将激光深熔焊接热源简化为点线热源模型,并对模型进行了的理论计算,得到了激光焊接接头的理论热循环曲线.针对热电偶难以跟踪激光焊接的快速加热和冷却过程的特点,提出了时间常数的概念,推导了动态误差的补偿公式.为了将补偿后的电压转换为测量点的温度值,本文采用最小二乘法对热电偶的热电特性曲线进行了拟合,得到了热电特性方程.对激光焊接高强度镀锌钢板时接头上热循环作了试验测定,测出了焊缝热影响区的实际热循环曲线.理论热循环曲线与实际热循环曲线吻合,说明点线热源数学模型能反映激光焊接1.5mm厚高强度镀锌钢的热循环特征.预测了激光焊接高强度镀锌钢时,镀锌层的烧损宽度. 5、对高强度镀锌钢板激光焊接接头的显微组织进行观测分类,发现焊接接头中包含了低碳马氏体,下贝氏体,上贝氏体,珠光体及铁素体等组织.试验发现,在奥氏体转变过程中基于相界面沉淀,在铁素体基体上均匀弥散分布着合金碳化物组织,对其组织形貌及生成机制进行了分析.利用激光深熔焊接模型预测了热影响区晶粒长