鋁點焊在新能源全鋁車身上的應用

2020-10-26 17:22:22
梁新瓊
原創
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隨著環境污染與能源消耗的逐漸加重,全鋁汽車逐漸取代了傳統汽車,為汽車行業帶來了新的變革,與此同時,鋁點焊工藝伴隨全鋁汽車的出現也逐漸發展起來,在全鋁汽車車身的生產于制造中起到了關鍵作用。

汽車是當今現代化社會中的主要交通工具,為人類的出行和運輸等工作帶來了極大的便利,因此隨著各種現代化技術與設備的研發,為汽車制造與生產行業提供了發展機遇。環節污染與能源消耗問題是目前人類社會面臨的主要問題,所有為減少汽車對燃油的消耗以及降低尾氣排放量。汽車車身的制造逐漸由較為沉重的鋼鐵結構轉變為較為輕量化的鋁材料,到目前為止現有的大部分車輛均是由鋁材料制造的,但是與此同時,鋁材料在汽車車身上的廣泛應用,也給焊接工藝帶來了挑戰,原因是鋁合金的強度小,易發生變形,且鋁合金對熱輸入較為敏感,一旦焊接溫度過高就極易出現焊接裂紋,甚至出現焊穿的現象。

在此背景下,全鋁汽車車身的焊接就不能采用傳統焊接方法,目前全鋁車身的焊接工藝主要有MIG/MAG 焊、點焊以及激光焊等工藝。

1、鋁點焊工藝原理與應用分析

1.1 鋁點焊工藝應用原理

點焊是指焊接時利用柱狀電極,在兩塊搭接工件接觸面之間形成焊點的焊接方法,而鋁點焊就是專門針對鋁制材料進行焊接的點焊方法,其原理是利用點焊機發出的電極對鋁材料施加壓力并保持一段施壓時間,使得鋁材料之間能夠穩定接觸,然后電焊機輸出電流,使之通過被焊接位置,并產生熱量,直到焊接點完全融化,鋁材料之間牢固的焊接在一起,成為一體。

鋁點焊工藝與其它用于全鋁車身焊接的技術相比,具有的特點在于以下幾個方面:①由于導熱系數和比熱容高,所以能夠快速導熱和導電;②鋁的膨脹系數是鋼鐵材料的2倍左右,而收縮率卻僅為鋼鐵材料的60%左右,所以不易產生焊接裂紋③由于鋁在波態時易于溶解氫,所以在加熱冷卻過程中不宜形成氣孔,焊接質量較高;④鋁在焊接時焊接點以及周圍不會發生明顯的顏色變化,所以降低了焊接工作者的工作難度。

1.2 鋁點焊工藝應用分析

鋁點焊工藝在新能源全鋁車身焊接上發揮了重要作用,其具體過程如下。

1)焊接準備工作。鋁點焊工藝與其它焊接工藝最大的區別在于在焊接之前需要有一個嚴格的準備過程,準備過程完成度越高,其后的焊接質量就越高。鋁點焊工藝的準備工作主要包括兩個方面:清除污染物與清除氧化膜。

清除污染物:焊接材料長期暴露在外部環境中,無法保證其清潔度,所以需要在Na3PO4、Na2CO3、 Na2SiO3、 H2O 等混合溶液中浸泡6~ 10min。浸泡結束后,還需要先到30°C左右的溫水中沖洗,然后在冷水中進行再次沖洗,最后用清潔布擦干,留做備用。
清除氧化膜:由于鋁與空氣接觸會發生氧化成氧化膜,而氧化膜會影響焊接牢固度,因此需要在焊接前將氧化膜清除掉。氧化摸的清除主要有兩種方法:一種是機械方法,即通過切削、吹砂、噴丸、細鋼絲刷等進行處理;- -種是化學方法,即先通過NaOH去除氧化膜,結束后,沖洗干凈,再在HNO3中進行光化處理最后在50~ 60°C的熱水中沖洗干凈,并進行自然風干或烘干

2焊接設備選擇。全鋁車身焊接工藝中主要的焊接設備是點焊機,而點焊機根據功能、結構組成、傳動方式、運轉特性等分為多種種類,而具體采用哪一種需要根據具體情況而定。點焊機主要由焊接上下電極、焊接氣缸、變壓器以及支撐座等部分組成,其進行點焊的原理如下:鋁材料在上下兩個電極的作用下形成一定的接觸電阻,之后再在電流的作用下形成熱熔接,在這種循環電流促進下,最后鋁材料之間會逐漸粘合在一起。

3)工藝參數的選擇。點焊工藝參數設置主要有7 種。

根據焊接材料的成分組成以及材料的厚薄度選擇不同焊接參數。

2、結語

綜上所述,隨著經濟的發展,汽車逐漸成為人們出行的主要工具,因此汽車的升級優化成為各大汽車生產廠家的重點研發課題。

全鋁汽車是汽車升級優化一個主要體現,而伴隨全鋁車身的廣泛應用,鋁點焊工藝在其中的發揮的組要越來越突出。鋁點焊在新能源全鋁車身上的應用研究會更加的深入,以期提高我國汽車生產制造工業的競爭力,促進我國汽車研究領域的發展。

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