陈安新

（济宁市技师学院，山东 济宁 272000）

汽车是当今现代化社会中的主要交通工具，为人类的出行和运输等工作带来了极大的便利，因此随着各种现代化技术与设备的研发，为汽车制造与生产行业提供了发展机遇。环节污染与能源消耗问题是目前人类社会面临的主要问题，所有为减少汽车对燃油的消耗以及降低尾气排放量，汽车车身的制造逐渐由较为沉重的钢铁结构转变为较为轻量化的铝材料，到目前为止，现有的大部分车辆均是由铝材料制造的，但是与此同时，铝材料在汽车车身上的广泛应用，也给焊接工艺带来了挑战，原因是铝合金的强度小，易发生变形，且铝合金对热输入较为敏感，一旦焊接温度过高就极易出现焊接裂纹，甚至出现焊穿的现象[1]。

在此背景下，全铝汽车车身的焊接就不能采用传统焊接方法，目前全铝车身的焊接工艺主要有MIG/MAG焊、点焊以及激光焊等工艺。

本次研究针对其中的点焊技术进行详细分析与探讨。本研究主要分为两部分，前一部分对铝点焊工艺相关内容进行分析，后一部分对其应用流程进行描述。

1 铝点焊工艺原理与应用分析

1.1 铝点焊工艺应用原理研究

图1 铝点焊工艺原理示意图

点焊是指焊接时利用柱状电极，在两块搭接工件接触面之间形成焊点的焊接方法，而铝点焊就是专门针对铝制材料进行焊接的点焊方法，其原理是利用点焊机发出的电极对铝材料施加压力并保持一段施压时间，使得铝材料之间能够稳定接触，然后电焊机输出电流，使之通过被焊接位置，并产生热量，直到焊接点完全融化，铝材料之间牢固的焊接在一起，成为一体，如图1所示[2]。

铝点焊工艺与其它用于全铝车身焊接的技术相比，具有的特点在于以下几个方面：①由于导热系数和比热容高，所以能够快速导热和导电；②铝的膨胀系数是钢铁材料的2倍左右，而收缩率却仅为钢铁材料的60%左右，所以不易产生焊接裂纹；③由于铝在液态时易于溶解氢，所以在加热冷却过程中不宜形成气孔，焊接质量较高；④铝在焊接时焊接点以及周围不会发生明显的颜色变化，所以降低了焊接工作者的工作难度[3]。

1.2 铝点焊工艺应用分析

铝点焊工艺在新能源全铝车身焊接上发挥了重要作用，其具体过程如下。

（1）焊接准备工作。铝点焊工艺与其它焊接工艺最大的区别在于在焊接之前需要有一个严格的准备过程，准备过程完成度越高，其后的焊接质量就越高。铝点焊工艺的准备工作主要包括两个方面：清除污染物与清除氧化膜[4]。

清除污染物：焊接材料长期暴露在外部环境中，无法保证其清洁度，所以需要在Na3PO4、Na2CO3、Na2SiO3、H2O等混合溶液中浸泡6～10min。浸泡结束后，还需要先到30℃左右的温水中冲洗，然后在冷水中进行再次冲洗，最后用清洁布擦干，留做备用。

清除氧化膜：由于铝与空气接触会发生氧化形成氧化膜，而氧化膜会影响焊接牢固度，因此需要在焊接前将氧化膜清除掉。氧化摸的清除主要有两种方法：一种是机械方法，即通过切削、吹砂、喷丸、细钢丝刷等进行处理；另一种是化学方法，即先通过NaOH去除氧化膜，结束后，冲洗干净，再在HNO3中进行光化处理，最后在50～60℃的热水中冲洗干净，并进行自然风干或烘干。

（2）焊接设备选择。全铝车身焊接工艺中主要的焊接设备是点焊机，而点焊机根据功能、结构组成、传动方式、运转特性等分为多种种类，而具体采用哪一种需要根据具体情况而定。点焊机主要由焊接上下电极、焊接气缸、变压器以及支撑座等部分组成，其进行点焊的原理如下：铝材料在上下两个电极的作用下形成一定的接触电阻，之后再在电流的作用下形成热熔接，在这种循环电流促进下，最后铝材料之间会逐渐粘合在一起[5]。

（3）工艺参数的选择。点焊工艺参数设置主要有7种，参数设置如下表1所示。

表1 铝点焊工艺参数表

根据焊接材料的成分组成以及材料的厚薄度选择不同焊接参数。

（4）点焊机运行。点焊机运行是铝点焊工艺的最后一个环节，也是核心环节，铝点焊机运行主要经历三个主要阶段：

第一阶段：预压阶段。主要工作是使需要焊接的材料之间充分接触。

第二阶段：加热阶段。主要工作是通过电流作用让铝材料的接触点或面融化形成熔核。

第三阶段：冷却结晶阶段。主要工作是通过冷却结晶作用使得铝材料融化位置的组织收缩，且同时在电极的作用下得到更加致密的结晶组织，提高焊接牢固度。

2 结语

综上所述，随着经济的发展，汽车逐渐成为人们出行的主要工具，因此汽车的升级优化成为各大汽车生产厂家的重点研发课题。

全铝汽车是汽车升级优化一个主要体现，而伴随全铝车身的广泛应用，铝点焊工艺在其中的发挥的组要越来越突出。本次研究就铝点焊在新能源全铝车身上的应用进行了深入研究，以期提高我国汽车生产制造工业的竞争力，促进我国汽车研究领域的发展。