焊接的意義是什么?焊接的實質就是將分離的兩個物體連接在一起。此外,焊接還有一個重要的作用,就是為你的企業降本增效。本篇文章會用一個汽車球銷焊接的案例解釋焊接是如何降本增效的。如果你的工作或事業和金屬加工相關,那這篇文章也許會給你一些啟示。
汽車球銷焊接的背景
作為汽車懸掛系統中的重要部件,平衡桿球銷保證車輛行駛平順性、操縱穩定性、舒適性、安全性及汽車準確行駛的重要部件。穩定桿球頭銷一旦發生失效將導致汽車穩定桿整體功能喪失,嚴重威脅汽車行駛安全。
根據共研產業研究院分析師專業性判斷和評價撰寫《2025-2031年中國汽車球形接頭行業調查與市場全景評估報告》,2025年中國汽車球形接頭市場規模將達145億元。新能源汽車市場的快速崛起,對汽車連桿球銷的需求也呈現出持續增長的趨勢,新能源汽車對球銷的性能和品質提出了更高的要求,隨著先進懸架系統的日益普及,對球銷的需求也在增加,2023年新能源汽車用球銷占比15%,預計2025年提升至20%。
穩定桿球頭銷無論是傳統燃油車還是新能源車都必不可少,之前主機廠配套以一體式球銷為主,售后市場有部分的焊接球銷,隨著車企降本需求和焊接技術的成熟,焊接球銷的性能和一體球銷基本相同,成本則有大副下降,因此焊接球銷在主機廠的應用變得越來越廣泛,擁有較大市場空間。
一體式球銷
一體式球銷為鍛造或冷擠壓,傳統多為人工作業,工序由材料處理、鍛造或冷擠壓、車銷螺紋、車銷球頭、熱處理、磨削,產線由多人多機位組成。一體成形后需要兩端車銷加工,然后球體滲碳處理,再精加工和表面處理,制程由多工序復合完成。
焊接球銷的優點
焊接新工藝采用螺桿+鋼球焊接,焊接后即為成品,焊接球銷相比較鍛造球銷成本下降0.7-1.0元/支。焊接后的球銷質量不比鍛造的差,反而會在原有的質量標準基礎上做出優化。通過技術開發需要達到:鋼球與螺紋圓跳動在0.2mm以內,球心到法蘭面尺寸公差在0.3mm以內,強度要求不變。經過研發驗證,以上要求均可以實現,強度滿足:軸向破壞力≥40KN,徑向破壞力≥10KN;精度滿足:鋼球與螺紋圓跳動在0.2mm以內,球心到法蘭面尺寸公差在0.3mm以內。
自動桿球頭銷電阻焊機介紹
AGERA開發的雙工位球銷焊接專機和球銷焊接生產自動生產線,主要內容為上料機器人將銷桿從輸送裝置搬運至變距機構,上料裝置將球體輸送至初焊裝置,并通過多個搬運機構將工件依次搬運至下一工位,經過初焊、保溫、回火和打磨后,再由轉運機構搬運至復距機構處,通過下料機器人將最終的球銷搬回至輸送裝置,提高球銷焊接的質量和可靠性,并提升焊接效率。
1)焊接工藝優化
焊接/回火驅動氣缸活塞桿上設置壓力傳感器,次級回路加裝大電流檢測儀,上電極連接接觸式位移傳感器,對焊接/回火過程中的位移、壓力、電流進行檢測,如下圖界面可以監視焊接/回火時候的壓力,位移,電流曲線,實時顯示焊接/回火數據,從而更方便快捷的分析產品焊接/回火時候的狀態,從而進行對應的工藝調整,通過焊接合格品的工藝參數,建立不同規格球銷的工藝參數專家數據庫,保證焊接質量的穩定性。
2)智能定位技術
采用高精度平行氣動夾爪,重復定位精度±0.015mm,結合視覺檢測,實現球銷與基體的精準對位,保證焊后尺寸的一致性。
3)多軸協同控制
結合產線整體布局、生產工藝流程分解、運動節拍要求和安全防護等級等,進行多軸協同路徑規劃,組織實時同步控制架構,開發六軸機器人+多軸運動系統的協同運動算法,進行虛實同步測試,最終實現產線的集成優化,達成生產設備的高效率運行。實施過程中通過電氣控制信號(如脈沖信號、模擬信號等)和編寫專門的同步控制軟件,利用先進的控制算法和傳感器反饋技術來實現各軸之間的同步。
4)動態仿真模擬
通過數字化方式建立產線的三維動力學模型,仿真模擬及優化設備各結構/模塊間的流轉方式,選擇最優的流轉方式,確保設備高效運轉、穩定運行。
5)在線質量監測
通過來料/成品尺寸檢測和在線回火溫度檢測實現焊后球銷的尺寸精度、焊接質量強度和質量的均一性。利用接觸式位移傳感器對來料尺寸精度檢測,篩選出來料的合格品;焊后成品的3D影像精度測量,篩選焊接成品合格品,保證焊后成品尺寸精度的一致性;集成激光測溫與激光掃描技術,實時檢測焊接/回火區域溫度,確保熱影響區溫升趨于穩定;實時檢測電流、壓力、位移曲線,構建全方位質量檢測系統,反饋系統將過程數據傳遞給中央控制系統,經過控制系統復雜的數據計算、對比、匹配來實時精準控制焊接過程,從而確保產品焊后強度、尺寸、外觀的一致性。
6)工作站系統設計
本項目產品利用模塊化技術實現面向新能源汽車懸掛系統的球銷智能化焊接生產線裝備的快速拼裝,根據模塊大件自身內部結構的相似性,從大件中分離出功能和結構相對獨立的元結構和框架尺寸。
開發模塊化工作站架構,包括上下料輸送模塊、焊前來料尺寸精度測量及合格品篩選模塊、同步移栽模塊、電阻焊及焊接工藝參數檢測模塊、保溫模塊、回火熱處理及回火工藝參數檢測模塊、焊縫清潔清掃模塊、焊接成品尺寸精度檢測模塊及中央控制系統等,各模塊連貫動作實現球銷的智能化焊接。
7)柔性化生產
快速更換設備中各定位機構,根據配方號快速切換產品的檢測、焊接、回火程序,由一種規格產品快速切換到另一款產品的生產,實現柔性化生產。
這篇文章的球銷焊接案例為我們解釋了焊接是如何降本增效的,高級的焊接技術搭配自動化系統。不僅會為你節省成本,還會提升生產效率。這里提現了焊接在當今工業中的重要作用,為經濟社會的發展做出了貢獻。