汽車焊接工藝探討

1、汽 車 點 焊 工 藝（論文）第一章緒論1.1電阻點焊的背景及意義1.2汽車點焊質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀第二章電阻點焊焊概述2.1電阻點焊簡介2.2點焊方法分類2.3電阻點焊的基本原理2.3.1電阻點焊的基本過程2.3.2焊接熱的產(chǎn)出及影響因素第三章點焊工藝參數(shù)選擇3.1主要規(guī)范參數(shù)分析3.1.1.電極壓力對點焊質(zhì)量的影響3.1.2.通電電流對點焊質(zhì)量的影響3.1.3通電時間對點焊質(zhì)量的影響3.3 調(diào)整方法:3.2焊接規(guī)范參數(shù)的確定原則:第四章點焊質(zhì)量保證與缺陷分析4.1點焊質(zhì)量保證4.1.1焊點工藝設計的優(yōu)化4.1.2電極4.1.3焊點的強度保證4.1.4焊點外觀質(zhì)量的保證4.2點焊接頭主要

2、缺陷產(chǎn)生的原因及預防措施第五章懸掛點悍工藝在小批量汽車生產(chǎn)企業(yè)中的應用5.1懸掛式點焊工藝應用的現(xiàn)狀5.2懸掛式點焊應用的工藝條件5.3小批量自制件汽車生產(chǎn)企業(yè)懸掛式點焊工藝的應用5.3.1懸掛式點焊設備的選擇5.3.2使用懸掛式點焊設備的數(shù)量以及焊裝線的設計和布置對懸掛式點焊設備利用率的影響5.3.3點焊工藝條件的保證5.3.4懸掛式點焊機的使用維修和管理第六章車身制件點焊工藝的改進6.1車門點焊工藝改進6.2車門拉手支架點焊工藝改進6.3支柱加強板焊接外觀改進第七章汽車車門周邊點焊新工藝7.1車門總成加工工藝7.1.1車門總成加工工藝分類7.1.2車門總成周邊點焊工藝7.2車門周邊點焊新工

3、藝7.2.1手工點焊車門周邊工藝缺陷的原因分析7.2.2車門周邊點焊工裝夾具的設計第八章點焊焊槍驅(qū)動控制6.1電動伺服焊槍應用現(xiàn)狀6.2點焊焊槍氣動力伺服系統(tǒng)的組成及特點6.3氣動伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型結(jié)束語參考文獻摘要【電阻點焊是一種被廣泛應用的生產(chǎn)工藝，尤其被廣泛應用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如汽車制造、飛機制造及航空航天領(lǐng)域等。點焊是現(xiàn)在汽車車身及其它部件的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。汽車車身點焊的連接質(zhì)量決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，所以檢測和保證點焊的連接質(zhì)量具有重要的實際意義。本文基于超聲檢測的基本原理，進行了汽車車身焊點連接質(zhì)量的檢測

4、和評價研究。】【在微型車車身裝配焊接中，電阻焊占有相當重要的地位。但是在焊接過程中所出現(xiàn)的缺陷給汽車裝配帶來一定的影響，這些問題如到了總裝流水線上裝配才發(fā)現(xiàn)，需要進行補焊、補漏、校正，變形，影響流水線的作業(yè)進度，因此消除焊接缺陷，對汽車裝配具有重要意義。】【通過深入分析點焊工藝過程,結(jié)合基于事例推理的特點,將點焊工藝事例屬性劃分為兩類:事例特征和事例特征。設計了相似點焊工藝事例的檢索策略:在事例特征的約束下,以事例特征中所包含的材質(zhì)的熱物理性質(zhì)和板厚作為檢索相似事例的依據(jù)。應用模糊推理的方法對檢索到相應的相似事例庫中所含有的工藝知識、規(guī)則進行提取、總結(jié),進而指導對新的點焊工藝事例的求解,從而較

5、好的解決了點焊工藝設計中基于事例推理時,難以建立合適的模型對檢索到的相似事例進行修正的難點,使點焊工藝參數(shù)的智能求解過程更加符合領(lǐng)域?qū)＜业乃季S,過程更加靈活,具有開放性。】【現(xiàn)代轎車的白車身都是通過沖壓件焊接連接而成，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到車身的可靠性，因此研究車身焊點的質(zhì)量非常重要。鋅鋼板雖具有較好的抗腐蝕性能，但點焊過程中，與無鍍層鋼板相比，存在以下問題：先于鋼板熔化的鋅層形成鋅環(huán)而分流，致使焊接電流密度減??；鋅層表面燒損、粘連、污染電極而使電極壽命降低；鋅層電阻率低，接觸電阻??；容易產(chǎn)生焊接飛濺、裂紋、氣孔或組織軟化等缺陷。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，合理選擇工藝參數(shù)則是控制焊點質(zhì)量的最主要途徑

6、。本文通過一種既能減少試驗次數(shù)，又能獲得可靠結(jié)果的多因素的優(yōu)選方法正交試驗設計對點焊工藝參數(shù)進行優(yōu)化，代替了傳統(tǒng)的經(jīng)驗法，在確保試驗結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上，提高了試驗效率?！俊倦S著汽車工業(yè)飛速發(fā)展，電阻點焊己經(jīng)成為轎車白車身裝配的主要連接方法，因而點焊質(zhì)量與焊接效率對轎車的質(zhì)量與成本有著重要影響。廣闊的市場需求及嚴格的焊接質(zhì)量要求對點焊質(zhì)量控制提出了更高的要求，點焊的質(zhì)量問題越來越多地受到關(guān)注。由于點焊過程的復雜性，點焊質(zhì)量的在線評估與質(zhì)量控制一直是點焊技術(shù)領(lǐng)域中的難題。針對這一問題，本文對汽車點焊過程的質(zhì)量控制和評估方法進行了研究，重點研究了一種點焊質(zhì)量的多變量綜合監(jiān)控技術(shù)，以保證焊點質(zhì)量的穩(wěn)定性

7、，提高點焊合格率，從而達到降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的日的。】第一章緒論1.1研究背景及現(xiàn)實意義電阻點焊是一種被廣泛應用的制作金屬板件連接裝置的生產(chǎn)工藝，相對其它焊接方法，點焊的主要優(yōu)點是高效、質(zhì)量可靠、成本低、易操作、易實現(xiàn)焊接自動化，適用于大批量生產(chǎn)。由于上述諸多優(yōu)點，尤其被廣泛應用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如航空航天、汽車制造、能源、電子及輕工等領(lǐng)域，每年約占世界總焊接量的三分之一。例如，一架（美國）飛機上有一百多萬個點焊焊點。點焊已經(jīng)成為汽車制造工業(yè)中的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用4-5。首先應用于車身焊裝，如圖1-1所示。汽車車身焊裝包括車

8、身底板、側(cè)圍、車架、車頂、車門、車身總成等部分，在它的焊接過程中大量采用電阻點焊工藝。例如，富康轎車白車身，屬于無獨立車架的承載式全焊接結(jié)構(gòu)，是由20多個大總成、數(shù)百種薄板沖壓件經(jīng)焊接而成的復雜結(jié)構(gòu)件；其焊接方法有電阻點焊、混合氣體保護焊（mag焊）、螺柱焊等，而主要采用電阻點焊模式，白車身上電阻焊焊點有3600多個6；上海大眾“帕薩特”白車身上的焊點數(shù)達到5892點，三箱polo車的整個車身共有3725個焊點，幾乎遍及每一個總成7，因此保證點焊焊接質(zhì)量成為汽車車身裝配質(zhì)量、控制車體誤差的關(guān)鍵。其次，點焊還應用于汽車零部件的生產(chǎn)，包括橫梁總成車擋托架的裝配點焊、燃油箱上固定件的點焊、濾清器點焊

9、、液力變矩器平衡片點焊、汽車制動蹄點焊等。雖然新的焊接方法的發(fā)展在汽車工業(yè)中逐步形成了規(guī)模，部分的取代了傳統(tǒng)的電阻焊方法，用于汽車車身和零部件的裝配焊接，但是電阻點焊在汽車制造中的主導地位在今后的一段時期內(nèi)不會改變8，電阻點焊在汽車生產(chǎn)中的應用前景仍舊是非常廣闊的。中國的汽車工業(yè)已進入歷史上少有的高速發(fā)展期，2004年汽車產(chǎn)量預計在500萬輛以上，其中轎車將超過220萬輛8。點焊的完整性決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，故點焊的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到車身及汽車的質(zhì)量；隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，汽車向中高檔方向發(fā)展，對焊裝設備和焊接質(zhì)量的要求都越來越高，而保證點焊的質(zhì)量是提高汽車安全性能的方法

10、之一；尤其是中國加入世界貿(mào)易組織的過渡期將要結(jié)束，汽車行業(yè)的競爭會更加激烈，我國的汽車工業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量是增強競爭力的有效途徑，這同樣需要保證汽車中幾千個點焊焊點的連接質(zhì)量。隨著新材料和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)以及應用領(lǐng)域的擴展，對點焊質(zhì)量的要求也越來越高。根據(jù)實際工作的需要，克服點焊的缺陷和不足成為當前點焊技術(shù)發(fā)展中的一個重要任務。這些缺陷和不足的存在與否或多少直接關(guān)系到點焊的質(zhì)量，而點焊質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。因為利用點焊技術(shù)的生產(chǎn)的產(chǎn)品大多數(shù)是科技含量高、價格昂貴或作用至關(guān)重要的產(chǎn)品或零部件，所以必須要保證點焊的質(zhì)量12轎車車身鋁合金點焊現(xiàn)狀汽車車身即白車身，是整個汽車零部件的載

11、體，其制造質(zhì)量的優(yōu)劣對整車的質(zhì)量起著決定性的作用引。在汽車工業(yè)中，電阻點焊主要應用在車身底板、側(cè)圍、車架、車項、車門以及車身總成等部分的焊接裝配中。例如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)身、車項及龍門系統(tǒng)的焊接，日本三菱汽車公司車身底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司車身底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接等【12袁少波，童彥剛點焊技術(shù)在汽車工業(yè)中的應用j電焊機，2005，(02)】。鋁合金點焊時，應根據(jù)鋁合金材料牌號及焊件厚度選用點焊機。與電弧焊相比，電阻焊具有殘余應力低、焊接變形小、焊接速度快、操作簡便易掌握、產(chǎn)生的飛濺、煙塵及氣體少等優(yōu)點。但由于鋁合金上述的焊接特點使得其焊接工藝規(guī)范的選擇較困

12、難。因此，鋁及鋁合金材料的焊接具有其特殊性，由于存在著氧化膜、接觸電阻以及電極損耗等隨機性對焊點質(zhì)量的影響因素，所以在鋁合金的點焊過程中容易產(chǎn)生飛濺、虛焊、脫焊等缺陷，使焊接工藝及設備的控制精度高、難度大。在實際操作過程中，即使有經(jīng)驗的師傅嚴格按照工藝規(guī)程操作，點焊缺陷有時也難以避免。目前，電阻焊機大量使用交流50hz的單相交流電源，其容量大、功率因數(shù)低。發(fā)展三相低頻電阻焊機、三相次級整流焊機(已在普通型點焊機、縫焊機、凸焊機中應用)和igbt逆變電阻焊機，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題。同時還可進一步節(jié)約電能，利于實現(xiàn)參數(shù)的微機控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及其他難焊金屬的焊

13、接。另外，還可進一步減輕設備質(zhì)量。汽車車身焊裝線上的電阻點焊設備主要有以下幾類【孫丹丹，李文東車身是鋁合金的點焊焊接過程j山東內(nèi)燃機，2005，(01)】：a懸掛式點焊機。目前車身焊裝生產(chǎn)線上的主要設備。一個車身焊裝車間一般有200-300臺懸掛式點焊機，用于車身的各個部位的裝配點焊，特別焊接位置復雜多變的部件。b點焊機器人。為了適應現(xiàn)代汽車產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)的需要，提高車身焊裝生產(chǎn)線的自動化程度，減輕操作者的勞動強度，提高工作效率，保證焊接質(zhì)量，在現(xiàn)代化的車身焊接生產(chǎn)線上，采用點焊機器人代替笨重的懸掛式點焊機，以解放人的單調(diào)、重復、長時間的強體力勞動。比如法國雷諾汽車公司與日本日產(chǎn)汽車公司都采用

14、了全機器人的駕駛室焊裝線。駕駛室的裝配、涂膠、點焊全部由機器人完成。c多點焊機。其目的是為了提高生產(chǎn)效率，減小焊接變形。在車身焊裝生產(chǎn)線上，車身底板的點焊裝配多采用多點焊機，例如德國的奧迪bmw的車身底板自動化焊裝線。點焊機器人和多點焊機在白車身生產(chǎn)線上所占的比例體現(xiàn)了該生產(chǎn)線的自動化程度。例如，上海大眾“帕薩特"車身焊裝線上，共采用294臺懸掛式點焊機，6l臺點焊機器人；而德國大眾“帕薩特"車身焊裝線上，在總共有3594個電阻焊焊點中，僅有40點是通過手工焊接的，其余都是通過機器人或多點焊機焊接的。d現(xiàn)代點焊機器人。通常由機器人本體操作機、點焊鉗、控制器等幾部分組成?，F(xiàn)代

15、點焊機器人采用逆變一體式點焊鉗，大大降低了機器人體積和質(zhì)量，具有控制精度高、響應速度快、節(jié)能、焊接工藝性能好等顯著優(yōu)點。近年來出現(xiàn)了伺服式點焊鉗(槍)，采用新型電極馭動機構(gòu)作伺服馬達進行位置反饋。當機器人運行時，機器人控制伺服鉗作為其輔助軸之一，實現(xiàn)電極加壓軟接觸和電極壓力實時調(diào)節(jié)，在與焊接電流最佳配合后，消除飛濺，顯著提高了點焊質(zhì)量。這種motoman點焊機器人已在日本、美國和歐洲獲得應用。而柔性化機器人或柔性化機器人焊接系統(tǒng)采用多種焊鉗的自動快速更換技術(shù)，以適應焊裝線的少批量多品種生產(chǎn)。為集中管理和控制焊接質(zhì)量，設計了自動化的焊接質(zhì)量和產(chǎn)量控制系統(tǒng)，如機器人二維激光視覺系統(tǒng)、數(shù)字攝像控制系

16、統(tǒng)、射線質(zhì)量檢測系統(tǒng)等。而借助于cae，cam獲取焊件構(gòu)造、焊接條件和機器人機構(gòu)等信息的新型離線示教機器人取代原再現(xiàn)式點焊機器人系統(tǒng)，來選定焊鉗、配置機器人進行離線示教，示教時間短，焊接質(zhì)量更穩(wěn)定。點焊機器人在國外汽車生產(chǎn)中的應用相當廣泛，如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)部、車頂及車架龍門系統(tǒng)的焊接，同本三菱汽車公司底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接，機器人焊點占焊點總數(shù)的80'-90。近年來，國外許多汽車生產(chǎn)企業(yè)已將中頻點焊機器人和伺服點焊機器人應用于轎車白車身裝焊線。尤其在歐洲，中頻點焊機器人使用量已占4096，并擴大到鋁合金轎車車身的點焊作業(yè)【

17、恒新，陳海英鋁合金車身的點焊工藝j電焊機，2006，(02)】。汽車制造的批量化、高效率和對產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，使機器人在汽車焊接生產(chǎn)中獲得了大量應用。我國的汽車制造業(yè)也緊跟發(fā)展的步伐，據(jù)2001年的統(tǒng)計，全國共有各類焊接機器人1040臺，而汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機器人占全部焊接機器人的76，成為工業(yè)機器人的最主要用戶。東風商用車車身廠第六焊裝車間總裝線采用了6臺點焊機器人，3臺自動焊機。一汽車身廠十萬輛新品駕駛室主焊線采用了2l臺點焊機器人，點焊自動化率達95。東風車身廠六萬輛新品駕駛室總裝線采用了10臺點焊機器人，1臺自動焊機，但是點焊自動化率仍不足60。而且在國內(nèi)，點焊機

18、器人上所配備的焊鉗均為氣動焊鉗，焊接時沖擊力較大。還有由于工件的重復精度較差，電極處于凸緣邊緣時，焊鉗易滑出，嚴重時會損壞被焊工件。另外，電極磨損量的監(jiān)控反饋精度較差，影響焊接質(zhì)量。在國外，機器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗，焊接時沖擊小，并能實現(xiàn)精確控制，提高焊接質(zhì)量、1.1電阻點焊的背景及意義電阻點焊作為焊接學科的一個分支，是各工業(yè)部門廣泛應用的加工、裝配方法。由于電阻點焊在焊接過程中能量集中、變形小、生產(chǎn)率較高，特別適用于焊接薄壁零件，因此在航空航天制造工程、汽車、電子等工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應用。特別是隨著點焊工藝在汽車制造業(yè)中的應用，點焊的質(zhì)量問題越來越多地受到關(guān)注。在轎車車身制造過程

19、中，焊接接頭質(zhì)量的好壞，不僅直接決定了車身焊接裝配過程的制造偏差，同時也決定了轎車使用的可靠性和安全性。一般來說，轎車車身大約需要40006000個點焊焊點【鄒帆，羅震，單平，高戰(zhàn)蛟電阻點焊熔核設計的數(shù)值模擬焊接技術(shù)，2006，35(6)：1417】，例如一輛帕薩特車身卜有電阻焊焊點5892個【彭振固在汽車制造中的焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢焊接技術(shù)，2006，8：5-9】。由此可見，點焊技術(shù)在保證汽車質(zhì)量和生產(chǎn)效率巾起著棚當重要的作用。點焊質(zhì)量的提高不僅可以帶來經(jīng)濟效益，而且可以提高每企業(yè)的核心競爭力。如關(guān)國國內(nèi)的汽車工業(yè)，僅三大汽車公司就有64條生產(chǎn)線，年產(chǎn)汽車1300萬臺，電阻點焊控制器的改善

20、和提高將使車身結(jié)構(gòu)加強，并且提高美國汽車制造企業(yè)的競爭力。通常在汽車工業(yè)中，為了保證質(zhì)量，每臺車約有多于設計數(shù)量的30的焊點，掘推算：如果減少焊點數(shù)量10，每年可節(jié)約500萬美元左右。1996年，美國國家標準和技術(shù)研究所宣布用136億美元進行的電阻點焊這個先進技術(shù)項目(atp)的研究。美國國家標準和技術(shù)研究所專家認為，改進美國現(xiàn)有的電阻焊設備和控制裝置，預計在相關(guān)產(chǎn)業(yè)可以獲得500億美元的經(jīng)濟效益。這個項目得到了汽車行業(yè)人士的重視，許多研究機構(gòu)和企業(yè)，如美國智能電阻焊協(xié)會、克來斯勒公司、福特汽車公司、通用汽車公司以及密西根大學、愛迪生焊接研究所、工業(yè)技術(shù)研究所等給予這個項目很大的支持。一方面，

21、由于點焊過程相當復雜，影響因素多、因素之間相互作用，加之焊接過程中熔核的不可見性及焊接過程瞬時性，給點焊質(zhì)量檢測與控制帶來了很大困難【5曹海鵬，趙熹華，趙賀鋁合會電阻點焊工藝設計智能化j焊接學報，2005，26(2)：2卜24】。另一方面，為了使不合格接頭的比例保持在規(guī)定的合理范圍內(nèi)，工廠里通常要定期進行焊后破壞性實驗。但是，破壞性實驗成本極高，而且定期的抽樣實驗并不能保證每一輛車身焊接接頭的合格率都保持在規(guī)定的范圍內(nèi);同時，焊后實驗具有嚴重的滯后性，由于轎車生產(chǎn)的大批量流水作業(yè)特點，待有焊接質(zhì)量問題發(fā)現(xiàn)時，大量具有焊接質(zhì)量問題的車身己經(jīng)到了總裝甚至到了客戶手中。由此可見，電阻點焊過程及焊點質(zhì)

22、量的穩(wěn)定性一直是電阻點焊質(zhì)量控制研究中的關(guān)鍵問題，歷來被認為是電阻焊質(zhì)量控制的研究重點，并引起了工業(yè)界和研究機構(gòu)的高度重視【67尹孝輝，張忠典，趙洪運，等點焊監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀焊接，2002(2)： 59】。因此，為了提高焊接質(zhì)量，需要對熔核形成過程的有關(guān)電參數(shù)進行控制，以形成合格焊點，或者在線監(jiān)測和控制與熔核形成有關(guān)的物理參量，以實時監(jiān)測并控制焊接過程，實現(xiàn)在線判定和控制焊點質(zhì)量，這對于保證焊點質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高點焊合格率，達到降低成本和提高生產(chǎn)效率具有十分重要的實際意義。1.2汽車點焊質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀點焊質(zhì)量控制的內(nèi)容十分廣泛，它不但涉及到點焊設備的檢測與控制系統(tǒng)，而且也包括點焊

23、的接頭設計、原材料的采購、管理和焊前處理、焊接工藝規(guī)范和質(zhì)量檢驗標準、設備的使用和維護、以及焊工技術(shù)培訓和定期考核、焊接的工裝設備等多種因素。在本研究中假設其它條件不變，點焊質(zhì)量僅由于點焊過程的參數(shù)決定。隨著點焊工藝在汽車制造業(yè)中的應用，對接頭質(zhì)量不斷提出更高的要求，經(jīng)過多年的生產(chǎn)應用證明:采用自動控制技術(shù)是確保點焊質(zhì)量、提高效率、降低成木的十分有效的方法8國機械工程學會焊接學會屯阻焊(i)專業(yè)委員會編著，電阻焊原理與實踐，機械工業(yè)出版社，1994。近年來，國內(nèi)外焊接工作者在點焊質(zhì)錄監(jiān)測與控制技術(shù)研究領(lǐng)域進行的長期不懈的努力，已經(jīng)取得了一些可喜的成果，有些方法已應用于生產(chǎn)。在點焊過程中，由于電

24、阻熱的作用，使金屬經(jīng)過了加熱、熔化、凝固以及相變，并且與過程相關(guān)的物理量也發(fā)生了變化。如電流流過工件，.使母材熔化而引起電流、電壓及動態(tài)電阻的變化，與此同時，被焊金屬受熱溫度升高，隨著溫度上升而紅外輻射加強;金屬受熱膨脹、焊接區(qū)出現(xiàn)液態(tài)金屬時，電極的力、位移、速度、加速度等過程參量都發(fā)生了變化:金屬相變和變形，會產(chǎn)生應力波;根據(jù)這些物理量的特性，獲得熔核的信息。在點焊過程中必須滿足以下幾個基本條件，方可作為質(zhì)量監(jiān)控的信息:(1)必須與焊點質(zhì)量有密切關(guān)系，呈現(xiàn)一定的函數(shù)關(guān)系并有期望的準確性;(2)信號易于檢測;(3)必須可以再現(xiàn)，一般應為連續(xù);(4)取出監(jiān)控信息時，不干擾點焊工藝參數(shù)，不影響正常

25、生產(chǎn);5)監(jiān)控手段易于實現(xiàn)，且成木不得太高。由此可見，在點焊焊接中通過監(jiān)測焊接過程中某一物理量，該物理量能夠反映熔核的的形成情況，從而通過監(jiān)測該物理量可以對焊接過程進行實時控制。因此，點焊質(zhì)量控制的發(fā)展主要體現(xiàn)在點焊質(zhì)量的監(jiān)測和控制兩個方面。點焊質(zhì)量控制技術(shù)的內(nèi)容主要包括兩個方面:一是實時穩(wěn)定焊接參數(shù)的控制(恒流、恒壓、電極壓力等);二是焊接過程中反映熔核形成狀態(tài)的物理量的監(jiān)測與控制。第二章電阻點焊焊概述2.1電阻點焊簡介電阻點焊是焊件在接頭處接觸面的個別點上被焊接起來。點焊要求金屬要有較好的塑性。如圖1所示，為最簡單的應用點焊的例子。圖1 最簡單點圖2點焊過程焊焊接時，先把焊件表面清理干凈，

26、再把被焊的板料搭接裝配好，壓在兩柱狀銅電極之間，施加p 力壓緊，如圖2所示。當通過足夠大的電流時，在板的接觸處產(chǎn)生大量的電阻熱，將中心最熱區(qū)域的金屬很快加熱至高塑性或熔化狀態(tài)，形成一個透鏡形的液態(tài)熔池。繼續(xù)保持壓力p，斷開電流，金屬冷卻后，形成了一個焊點。  點焊由于焊點間有一定的間距，所以只用于沒有密封性要求的薄板搭接結(jié)構(gòu)和金屬網(wǎng)、交叉鋼筋結(jié)構(gòu)件等的焊接。如果把柱狀電極換成圓盤狀電極，電極緊壓焊件并轉(zhuǎn)動，焊件在圓盤狀電極只間連續(xù)送進，再配合脈沖式通電。就能形成一個連續(xù)并重疊的焊點，形成焊縫，這就是縫焊。它主要用于有密封要求或接頭強度要求較高的薄板搭接結(jié)構(gòu)件的焊接，如油箱、水箱等2.

27、2點焊方法分類對焊件饋電進行電焊時，應遵循下列原則:盡t縮短二次回路長度及減小回路所包含的空間面積.以節(jié)省能耗;盡t減少伸入二次回路的鐵磁體體積，特別是避免在焊接不同焊點時伸入體積有較大的變化.以減小焊接電流的波動.保證各點質(zhì)t衡定(在使用工頻交流時)。常見點焊方法有以下幾種:1.雙面單點壞所有的通用焊機均采用這個方案。從焊件兩側(cè)饋電，適用于小型零件和大型琴件周邊各焊點的焊接。2. 單面單當零件的一側(cè)電極可達性很差或零件較大、二次回路過長時.可采用這個方案。從焊件單側(cè)饋電，需考慮另一側(cè)加銅墊以減小分流并作為反作用力支點。3.單面雙點炸從一側(cè)饋電時盡可能同時焊兩點.以提高生產(chǎn)率。單面饋電往往存在

28、無效分流現(xiàn)象，浪費電能，當點距過小時將無法焊接。在某些場合，如設計允許，在上板二點之間沖一窄長缺口，可使分流電流大幅下降。4.雙面雙點壞此方案雖可在通用焊機上實施.但兩點間電流難以均勻分配，較難保證兩點質(zhì)t一致。由于采用推挽式饋電方式，使分流和上下板不均勻加熱現(xiàn)象大為改善.而且焊點可布里在任意位里。其唯一不足之處是須制作二個變壓器.分別置于焊件兩側(cè)，這種方案亦稱推挽式點焊。兩變壓器的通電需按極性進行。5.多點壞當零件上焊點數(shù)較多.大規(guī)模生產(chǎn)時，常采用多點焊方案以提高生產(chǎn)率，特別是單面多點焊在生產(chǎn)中得到廣泛應用，其方式較靈活.二次回路不受焊件尺寸牽制.在要求較高的情況下，亦可采用推挽式點焊方案。

29、目前一般采用一組變壓器同時焊二或四點r后者有二組二次回路)。一臺多點焊機可由多個變壓器組成?？刹捎猛瑫r加壓同時通電、同時加壓分組通電和分組加壓分組通電三種方案?？筛鶕?jù)生產(chǎn)率、電網(wǎng)容t來選擇合適方案2.3電阻點焊的基本原理2.3.1電阻點焊的基本過程【汽車點焊過程的質(zhì)量評估及控制 李銳華】焊件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法稱為電阻點焊。電阻點焊的焊接循環(huán)主要由由預壓、焊接、維持和休止四個基本階段組成必要時可增附加程序(圖2-1) (1) 預壓階段電極下降到電流接通階段，確保電極壓緊工件，使工件間有適當壓力?！具@個階段包括電極壓力的上升和恒定兩

30、部分。為保證在通電時電極壓力恒定.預壓時間必須保證.尤其當需連續(xù)點焊時.須充分考慮焊機運動機構(gòu)動作所藉時間，不能無限縮短。預壓的目的是建立穩(wěn)定的電流通道.以保證焊接過程獲得孟復性好的電流密度。對厚板或剛度大的沖壓零件，有條件時可在此期間先加大預壓力，而后再回復到焊接時的電極力，使接觸電阻恒定而又不太小，以提高熱效率?！?2)焊接時間焊接電流通過工件，產(chǎn)熱形成熔核?！具@個階段是焊件加熱熔化形成熔核的階段。焊接電流可基本不變(指有效值】.亦可為漸升或階躍上升。在此期間焊件焊接區(qū)的溫度分布經(jīng)歷復雜的變化后趨向穩(wěn)定。起初輸入熱盆大于散失熱尹.溫度上升，形成高溫塑性狀態(tài)的連接區(qū)，并使中心與大氣隔絕.保證

31、隨后熔化的金屬不氧化，而后在中心部位首先出現(xiàn)熔化區(qū)。隨粉加熱的進行熔化區(qū)擴大，而其外圍的塑性殼(在金相試片上呈環(huán)狀故稱塑性環(huán))亦向外擴大.最后當輸入熱t(yī)與散失熱，平衡時達到德定狀態(tài)。當焊接參數(shù)適當時，可獲得尺寸波動小于15%的熔化核心。在此期間可產(chǎn)生下列現(xiàn)象:(l)液態(tài)金屬的攪拌作用。液態(tài)金屬通電時受電磁力作用產(chǎn)生漩渦狀流動.當把熔核視作地球狀且電極端處為二極.其運動方向為赤道部分由周圍向球心流動，而后流經(jīng)兩極再沿外表向赤道呈封閉狀流動。對于同種金屬點焊.攪拌僅需將焊件表、面的氧化膜攪碎即可，但異種金屬點焊時.必須充分攪拌以獲得均質(zhì)的熔化核心。如通電時間太短，攪拌不充分.將產(chǎn)生游渦狀的非均質(zhì)熔

32、核。(2)飛濺按產(chǎn)生時期可分為前期和后期兩種;按產(chǎn)生部位可分為內(nèi)飛濺（處于兩焊件間)和外飛濺（焊件與電極接觸側(cè))兩種。前期飛濺產(chǎn)生的原因大致是:焊件表面清理不佳或接觸面上壓強分布嚴重不勻，造成局部電流密度過高引起早期熔化，此時因無塑性環(huán)保護，必發(fā)生飛濺。防止前期飛濺的措施有:加強焊件清理質(zhì)t，注意預壓前的對中。有條件時可采用漸升電流或增加預熱電流來減慢加熱速度.避免早期熔化而引起飛濺。后期飛濺產(chǎn)生的原因是:熔化核心長度過大，超出電極壓力有效作用范圍，從而沖破塑性環(huán)在徑向造成內(nèi)飛濺，在軸向沖破板表面造成外飛濺。這種情況一般產(chǎn)生在電流較大、通電時間過長的場合。可用縮短通電時間及減小電流的方法來防止

33、。飛濺在外表面首先影響外觀，其次產(chǎn)生的疤痕影晌耐腐蝕及疲勞性能。內(nèi)部飛濺的殘跡有可能在運行時脫落，如進入管路如油管).將造成堵塞等嚴重事故。(3)胡須在加熱到半熔化溫度的熔核邊緣，當某些材料如高溫合金)中低熔點夾雜物較多聚集在晶界處時，這部分雜質(zhì)首先熔化并在電極壓力的作用下被擠出呈空隙。在隨后的過程中，空間有時能被液態(tài)金屬充坡滿，但亦可能未充坡滿，這種組織形貌在金相試樣上稱為胡須，而未充坡滿的胡須猶如裂紋，是一種危險缺陷?！?3)維持時間切斷焊接電流，電極壓力繼續(xù)維持至熔核凝固到足夠強度?！敬穗A段不再輸入熱t(yī).熔核快速散熱、冷卻結(jié)晶。結(jié)晶過程遵循凝固理論。由于熔核體積小，且夾持在水冷電極間.冷

34、卻速度甚高，一般在幾周內(nèi)凝固結(jié)束。由于液態(tài)金屬處于封閉的塑性殼內(nèi).如無外力.冷卻收縮時將產(chǎn)生三維拉應力.極易產(chǎn)生縮孔、裂紋等缺陷.故在冷卻時必須保持足夠的電極壓力來壓縮熔核體積，補償收縮。對厚板、鋁合金和高溫合金等琴件，希望增加頂鍛力來達到防止縮孔、裂紋。這時必須精確控制加頂鍛力的時刻。過早將液態(tài)金屬因壓強突然升高使塑性環(huán)被沖破，產(chǎn)生飛濺;過晚則因凝固缺陷已形成而無效。此外加熱后冷緩電流.降下已授固速度，亦有利于防止縮孔和裂紋的產(chǎn)生?！?4)休止時間電極開始提起到電極再次開始下降，開始下一個焊接循環(huán)。【此階段只適用于焊接循環(huán)重復進行的場合.特別是在焊接淬硬鋼時采用一般插在維持時間內(nèi).當焊接電流

35、結(jié)束，熔核完全凝固且冷卻到完成馬氏體轉(zhuǎn)變之后再插入.其目的是改善金相組織】為了改善焊接接頭的性能，有時需要將下列各項中的一個或多個加于基本循環(huán):(1)加大預壓力以消除厚工件之間的間隙，使之緊密貼合。(2)用預熱脈沖提高金屬的塑性，使工件易于緊密貼合、防止飛濺;凸焊時這樣做可以使多個凸點在通電焊接前與平板均勻接觸，以保證各點加熱的一致。(3)加大鍛壓力以壓實熔核，防止產(chǎn)生裂紋或縮孔。(4)用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織，提高接頭的力學性能，或在不加大鍛壓力的條件下，防止裂紋和縮孔。232焊接熱的產(chǎn)出及影響因素點焊時產(chǎn)生的熱量由下式?jīng)Q定： q=12rtu)(21)式中：q一產(chǎn)生的熱量(j)；

36、i一焊接電流(a)；r一極問電阻(q)；t一焊接時間(s)。1電阻r及影響r的因素電極間電阻包括工件本身電阻民，兩工件間接觸電阻r，電極與工件間接觸電阻k。即： r=2r+r+28。(2·2)如圖22所示。當工件和電極一定時，工件的電阻取決與它的電阻率。因此，電阻率是被焊材料的重要性能。電阻率高的金屬其導電性差(如不銹鋼)，電阻率低的金屬其導電性好(如鋁合會)。因此，點焊不銹鋼時產(chǎn)熱易而散熱難，點焊鋁合金時產(chǎn)熱難而散熱易。點焊時，前者可用較小電流(幾千安培)，而后者就必須用很大電流(幾萬安培)。電阻率不僅取決與金屬種類，還與會屬的熱處理狀態(tài)、加工方式及溫度有關(guān)。接觸電阻存在的時問是短

37、暫的，一般存在于焊接初期，由兩方面原因形成：(1)工件和電極表面有高電阻系數(shù)的氧化物或臟物質(zhì)層，會使電流遭到較大阻礙。過厚的氧化物和臟物質(zhì)層甚至會使電流不能導通。(2)在表面十分潔凈的條件下，由于表面的微觀不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接觸點。在接觸點處形成電流線的收攏。由于電流通路的縮小而增加了接觸處的電阻。電極與工件間的電阻與r和風相比，由于銅合會的電阻率和硬度一般比工件低，因此很小，對熔核形成的影響更小，我們較少考慮它的影響。2焊接電流的影響從公式(2-1)可見，電流對產(chǎn)熱的影響是平方關(guān)系，比電阻和時間兩者都大。因此，在焊接過程中，它是一個必須嚴格控制的參數(shù)。引起電流變化的主要原

38、因是電網(wǎng)電壓波動和交流焊機次級回路阻抗變化。阻抗變化是因為回路的幾何形狀變化，或因在次級回路中引入了不同量的磁性金屬。3焊接時間的影響為了保證熔核尺寸和焊點強度，焊接時間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以相互補充。為了獲得一定強度的焊點，可以采用大電流和短時間(強條件，又稱硬規(guī)范)，也可采用小電流和長時日j(弱條件，也稱軟規(guī)范)。選用硬規(guī)范還是軟規(guī)范，取決于會屬的性能、厚度和所用焊機的功率。對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時|日j，都有一個上下限，使用時以此為準。4電極壓力的影響電極壓力對兩電極問總電阻r有明顯的影響，隨著電極壓力的增大，r顯著減小，10但電流增加而使產(chǎn)熱遞增的幅度并不大，解決的辦

39、法是在增大焊接壓力的同時，增大焊接電流。但電極壓力過大，容易在焊接過程中將液態(tài)會屬擠到熔核周圍，反而使點焊質(zhì)量降低。5電極形狀及材料性能的影響由于電極的接觸面積決定著電流密度，電極材料的電阻率和導熱性關(guān)系著熱量的產(chǎn)生和散失，因此，電極的形狀和材料對熔核的形成有顯著影響。隨著電極端頭的變形和磨損，接觸面積增大，焊點強度將降低。6工件表面狀況的影響工件表面的氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至會使電流不能通過。局部的導通，由于電流密度過大，則會產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層的存在還會影響各個焊點加熱的不均勻性，引起焊接質(zhì)量波動。囚此，徹底清理：l件表面足保證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要

40、條件。第三章點焊工藝參數(shù)選擇點焊工藝的主要規(guī)范參數(shù)是焊接電流、焊接時問、電極壓力。通常是根據(jù)工件的材料和厚度，參考該種材料的焊接條件表選取，首先確定電極的端面形狀和尺寸。其次初步選定電極壓力和焊接時間，然后調(diào)節(jié)焊接電流，以不同的電流焊接試樣，經(jīng)檢查熔核直徑符合要求后，再在適當?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)電極壓力，焊接時間和電流，進行試樣的焊接和檢驗，直到焊點質(zhì)量完全符合技術(shù)條件所規(guī)定的要求為止。最常用的檢驗試樣的方法是撕開法，優(yōu)質(zhì)焊點的標志是：在撕開試樣的一片上有圓孔，另一片上有圓凸臺。厚板或淬火材料有時不能撕出圓孔和凸臺，但可通過剪切的斷口判斷熔核的直徑。必要時，還需進行低倍測量、拉抻試驗和x光檢驗，以判定

41、熔透率、抗剪強度和有無縮孔、裂紋等。3.1主要規(guī)范參數(shù)分析3.1.1.電極壓力對點焊質(zhì)量的影響(1)電極壓力與點焊質(zhì)量之間的關(guān)系： (2)電極最大位移與電極壓力之間的關(guān)系： (3)電極位移與點焊質(zhì)量之問的關(guān)系結(jié)果總結(jié)：從以上試驗結(jié)果來看，在通電電流和時問不變的錢提下，電極最大位移與點焊質(zhì)量具有良好的對應關(guān)系，二者隨壓力的變化趨勢基本一致。隨著焊接壓力的增大，在一定范圍內(nèi)，點焊強度稍有增大，基本穩(wěn)定在一定水平，波動很?。坏S電極壓力進一步增大時，焊接強度下降較快?！?.電極壓力f電極壓力的大小一方面影響電阻的數(shù)值.從而影響析熱t(yī)的多少.另一方面影晌烽件向電極的散熱情況。過小的電極壓力將導致電阻增

42、大、析熱t(yī)過多且散熱較差，引起前期飛濺;過大的電極壓力將導致電阻減小、析熱t(yī)少、散熱良好、熔核尺寸縮小.尤其是焊透率顯著下降。因此從節(jié)能角度來考慮.應選擇不產(chǎn)生飛濺的最小電極壓力。此值與電流值有關(guān)，可參照文獻中廣為推薦的臨界飛濺曲線圖。目前均建議選用臨界飛濺曲線附近無飛濺區(qū)內(nèi)的工作點?！?.1.2.通電電流對點焊質(zhì)量的影響(1)點焊質(zhì)量與通電電流的關(guān)系(圖47)： 隨著通電電流的升高，焊接質(zhì)量總體上有提高的趨勢。根掘?qū)嶒灥挠涗浨闆r，壓力越大，越不容易出現(xiàn)飛濺，所以不同壓力情況下的電流給定范圍有所不同，我們是根掘出現(xiàn)飛濺時的電流值作為實驗電流的上限。電極最大位移基本隨通電電流的增大而增大，和點焊

43、強度具有較好的一致性，個別情況有位移減小的趨勢，主要是因為出現(xiàn)較大飛濺引起的。在電極壓力和通電電流不變的情況下，電極最大位移和焊接質(zhì)量隨通電時間的增加而增加，焊接質(zhì)量基本上由通電時間來決定。【3.焊接時間通電時間的長短直接影響輸入熱的大小，在目前廣為采用的同期控制點焊機上，通電時間是周(我國一周為zoms)的整倍數(shù)。在其它參數(shù)固定的情況下，只有通電時間超過某最小值時才開始出現(xiàn)熔核，而后隨通電時間的增長，熔核先快速增大，拉剪力亦提高。當選用的電流適中時.進一步增加通電時間，熔核增長變慢.漸趨恒定。但由于加熱時間過長.組織變差，正拉力下降.會使塑性指標(延性比fa爪)下降。當選用的電流較大時，則熔

44、核長大到一定極限后會產(chǎn)生飛濺?！?.1.3通電時間對點焊質(zhì)量的影響點焊質(zhì)量隨通電時間的變化顯然，在電極壓力和通電電流不變的情況下，電極最大位移和焊接質(zhì)量隨通電時間的增加而增加，焊接質(zhì)量基本上由通電時間來決定?！?.焊接電流助析出熱t(yī)與電流的平方成正比，所以焊接電流對焊點性能影響最敏感。在其它參數(shù)不變時，當電流小于某值熔核不能形成.超過此值后，隨電流增加.熔核快速增大，焊點強度上升，而后因散熱t(yī)的增大而熔核增長速度減緩，禪點強度增加緩、慢，如進一步提高電流，則導致產(chǎn)生飛濺，焊點強度反而下降。所以一般建議選用對熔核直徑變不敏感的適中電流來焊接?！繌囊陨戏治鼋Y(jié)果可以看出：(1)點焊強度(抗剪力f)與

45、通電電流和時間相關(guān)性最大，且正相關(guān)；而電極壓力則影響最小，和點焊質(zhì)量呈負相關(guān)關(guān)系。(2)電極最大位移(smax)與電流和時間相關(guān)性最大，與電極壓力相關(guān)性最小，這點和點焊強度一致。(3)點焊質(zhì)量與電極最大位移相關(guān)性最大，且正相關(guān)，與通電時j'日j、通電電流次之，且二者相近，電極壓力影響最小。(4)從參數(shù)重要性指標同樣可以看出，通電時間和電流對點焊質(zhì)量影響較大，而電極壓力影響最小，并且電極最大位移與點焊質(zhì)量有著良好的對應關(guān)系，這點和實驗結(jié)果一致。點焊質(zhì)量對焊接電流、通電時問的最敏感，而電極壓力次之。在焊接電流大于某一閾值后，點焊質(zhì)量主要由焊接時間決定；電極位移與焊點強度的確有著良好的對應關(guān)

46、系，分析結(jié)果和試驗結(jié)果一致。3.2焊接規(guī)范參數(shù)的確定原則l)保證焊核直徑;2)不出現(xiàn)飛濺，同時避免壓坑過深及凸肩等缺陷;3)盡量采用硬規(guī)范以提高生產(chǎn)節(jié)拍，提高接頭綜合性能。以試樣選擇工藝參數(shù)時，要充分考慮試樣和工件在分流、鐵磁性物質(zhì)影響，以及裝配間隙方面的差異，并適當加以調(diào)整。當采用工頻交流電源時，點焊參數(shù)的選擇應首先確定電極3.3 調(diào)整方法:1)根據(jù)工件厚度，選定焊機容量，確定焊點直徑范圍;2)選定焊鉗型號和電極尺寸，焊鉗的最大電極壓力一般要求達到300on(按管路氣壓為0.6mpa考慮);3)初步設定焊接時間，根據(jù)料厚及層數(shù)組合狀況，一般可調(diào)為8至14周波;4)將焊接電流逐漸增大，直到焊點

47、直徑達到要求。若焊點直徑?jīng)]有達到要求即產(chǎn)生飛濺，則適當減小焊接電流而增加通電時間，直至達到規(guī)定的直徑。以上參數(shù)調(diào)整過程中，同時注意保證壓坑深度，一般壓坑深度小于板厚的15%20%，若壓坑過深，則適當減小氣壓并視情況調(diào)整電流和焊接時間。合工藝試驗和車間生產(chǎn)的具體實際情況，我們歸納出低碳鋼板的最佳規(guī)范如上表: 第四章點焊質(zhì)量保證與缺陷分析【畢惠琴.焊接方法及設備.(第二分冊)電阻焊.機械工業(yè)出版社，1987.】【孫金貞.全國第三屆汽車焊接年會論文集1996】【現(xiàn)代制造工程2003(1) 薄板構(gòu)件點焊工藝優(yōu)化許小平】生產(chǎn)中要獲得較好的焊點質(zhì)量,除有最佳的焊接電流、焊接壓力、焊接時間等焊接工藝參數(shù)外還

48、須了解其它與焊接有關(guān)的參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響規(guī)律,并進行合理的優(yōu)化與搭配,才能得到良好的焊接質(zhì)量。4.1點焊質(zhì)量保證4.1.1焊點工藝設計的優(yōu)化焊點工藝設計在相當程度上決定采用的工裝和設備、焊點質(zhì)量和成本。1.工藝設計時要充分考慮焊接設備的能力和本地區(qū)供電電網(wǎng)的品質(zhì),選擇功率裕量足夠的焊機和控制精度合適的焊接控制器,確保焊點質(zhì)量及其穩(wěn)定性。2.焊點設計時盡量考慮使用雙面點焊,特別是使用推挽雙點技術(shù)。實踐證明,雙面點焊比單面點焊焊接質(zhì)量更可靠,易于保證。3.盡量避免設計多層板(超過三層以上),特別是多層厚板的裝配結(jié)構(gòu)進行點焊。4.焊點設計要充分考慮焊點的間距及邊距,選擇合適的焊接順序,以減小焊接分

49、流及焊接變形。5.設計焊接回路時應盡量減小二次回路阻抗。6.制定和采用合適的點焊質(zhì)檢工藝,使用簡便、可靠、經(jīng)濟的質(zhì)檢方法和工具,制定合適的質(zhì)檢頻次。7.使用合適的測試儀表及工具。4.1.2電極點焊電極是保證點焊質(zhì)量的重要零件，由4部分組成：端部、主體、尾部、冷卻水孔。它的主要功能有：(1)向工件傳導電流；(2)向工件傳遞壓力；(3)迅速導散焊接區(qū)的熱量。目前點焊時主要采用錐臺形和球面形兩種電極，錐臺形的端面直徑d或球面形的端部回弧半徑r的大小，決定了電極與焊件接觸面積的多少，在同等電流時，它決定了電流密度大小和電極壓強分布范圍。一般應選用比期望獲得熔核直徑大20%左右的工作面直徑所需的端部尺寸

50、。其次由于電極是內(nèi)水冷卻的.電極上散失的熱t(yī)往往高達50%的輸入總熱t(yī)，因此端部工作面的波動或水冷孔端到電極表面的距離變化均將嚴孟影響散熱t(yī)的多少，從而引起熔核尺寸的波動。因此要求錐臺形電極工作面直徑在工作期間每增大15%左右必須修復。而水冷孔端至表面距離在耗損至僅存34時即應更換新電極。4.1.3焊點的強度保證要得到具有足夠強度的焊點，首先取決于是否根據(jù)焊件狀況(板材厚度、層數(shù)、材質(zhì)、鍍層情況等)制定了合理的焊接規(guī)范;其次，取決于是否采取有效措施來克服影響焊接規(guī)范穩(wěn)定性的各種因素。這些因素主要有:a)網(wǎng)路電壓的波動;b)鐵磁性物質(zhì)進人焊鉗導致二次回路阻抗的變化;c)電極端面直徑和性能的的變化

51、(隨著點焊次數(shù)的不斷增加，電極端面直徑被徽粗變大引起電流密度降低;電極沽污，特別是鍍鋅板焊接時電極端部銅鋅合金引起電極導電導熱性能下降)針對以上因素，目前可以采取以下措施:1)選用目前先進的微電腦阻焊控制器。我廠使用的江都焊接設備廠生產(chǎn)的vcw一200系列微機控制器，在網(wǎng)壓波動士10腸、負載阻抗變化士10%時，焊接電流變化簇士3%，可有效克服網(wǎng)路電壓的波動及二次回路阻抗變化的影響。天津陸華科技公司生產(chǎn)的hcw系列高檔阻焊控制器網(wǎng)壓波動十10%一一20%時，閉環(huán)恒流穩(wěn)定度鎮(zhèn)士2%。法國sciaky公司的cps2000ri，2控制器網(wǎng)壓波動+10%一15%時，電流變化為士2%(武漢神龍公司使用)2

52、)在焊裝車間或焊裝線上對焊機的通電焊接進行計算機群控管理和集中控制，可有效防止同時通電的焊機數(shù)量，避免電源電壓下降過多，使壓降在允許的范圍內(nèi)。同時可檢測和控制在線所有焊機的工作狀況，保證焊接質(zhì)量。如一汽奧迪轎車焊裝線裝天津陸華科技公司的qwdk型電網(wǎng)平衡控制系統(tǒng)和hz型集中控制系統(tǒng)，可根據(jù)電網(wǎng)容量控制同通電的焊機臺數(shù)，控制電網(wǎng)的三相平衡;可檢測和控制在線所有焊機的工作狀態(tài)(包括故障情況、焊接規(guī)范、焊點數(shù)等);可遠離現(xiàn)場對每臺焊機進行編程。為保證焊接質(zhì)量、實現(xiàn)焊接自動化管理提供了硬件基礎(chǔ)。3)在編制焊接工藝時，可利用微電腦阻焊控制器的電流階梯遞增功能和定點修磨電極的措施，避免電極端面直徑被轍粗而

53、引起的電流密度降低以及電極端部性能惡化對焊點強度的影響。此外，由于車身板件組合多變，經(jīng)常存在一把焊鉗需焊接板件組合不同的部位。對此，最好采用多套焊接規(guī)范進行焊接。這在自動化焊鉗和機器人點焊工位比較容易實現(xiàn)，但手工點焊工位則比較困難。如果程序(規(guī)范)轉(zhuǎn)換開關(guān)設在焊鉗上，操作者容易混淆或遺忘。為解決這一問題，可以在夾具上設置程序轉(zhuǎn)換板，對焊接規(guī)范進行強制轉(zhuǎn)換。國內(nèi)已有武漢神龍、一汽大眾等公司采用。4.1.4焊點外觀質(zhì)量的保證焊點的外觀質(zhì)量主要指焊點的表面質(zhì)量(要求壓抗淺、平滑均勻過度、無明顯的凸肩或局部擠壓造成的表面鼓起，無毛刺、焊點表面沒有熔化或粘附的銅合金以及裂紋等缺陷)、焊點的位置度以及點焊

54、造成的工件變形。焊點的外觀質(zhì)量除靠先進的設備和工藝參數(shù)來保證外，還可以采取以下措施來提高: l)在外觀件表面一側(cè)使用浮動電極墊板，如果在多點焊機上，可以使用平電極來減輕壓坑、毛刺等缺陷;2)采用有浮動機構(gòu)的焊鉗以避免工件受非焊接壓力的作用而變形;3)采用焊點導向塊來保證焊點位置的準確性，并克服電極與工件不垂直而造成的工件變形。4.2點焊接頭主要缺陷產(chǎn)生的原因及預防措施袁少波，童彥剛點焊技術(shù)在汽車工業(yè)中的應用電焊機，2005，(02)機車車輛工藝第4期2009年8月陳志強(1)噴濺(飛濺)。按時間分為前期噴濺和后期噴濺;按產(chǎn)生的部位可分為內(nèi)噴濺(兩焊件間，)和外噴濺(焊件與電極接觸處)2種前期噴

55、濺產(chǎn)生的原因是:焊件表面清理不佳或接觸面上壓強分布嚴重不勻，造成局部電流密度過高引起早期熔化，此時因無塑性環(huán)保護，發(fā)生噴濺。防止前期噴濺的措施有:加強焊件清理質(zhì)量，注意預壓前的對中;有條件時可采用漸升電流或增加預熱電流來減慢加熱速度，避免早期熔化而引起噴濺。后期噴濺產(chǎn)生的原因是:熔核長大過快，超出電極壓力有效的作用范圍，從而沖破塑性環(huán)，在徑向造成內(nèi)噴濺，在軸向沖破板表面造成外噴濺。這種情況一般產(chǎn)生在電流較大、通電時間過長的情況下?？赏ㄟ^縮短焊接時間和減小電流的辦法來防止。噴濺在外表面上首先影響外觀;其次產(chǎn)生的疤痕影響耐腐蝕及疲勞性能?？赏ㄟ^預熱來防止熔核長大過快。預熱降低了焊接開始時焊接區(qū)金屬

56、中的溫度梯度，避免金屬的瞬間過熱和產(chǎn)生噴濺。 (2)收縮性缺陷。主要包括縮孔和收縮性裂紋。點焊時，焊接區(qū)加熱集中，溫度梯度大，加熱與冷卻速度很快，液態(tài)金屬被包圍在金屬塑性環(huán)中;同時受焊接區(qū)金屬變形的影響，特別是奧氏體不銹鋼線脹很大的特殊原因。因此，接頭易出現(xiàn)縮孔和收縮性裂紋等缺陷。sus301 l不銹鋼具有低碳鋼5倍左右的線脹系數(shù)和較高的熱強性，因此當壓力無法達到很高時就會出現(xiàn)縮孔。縮孔雖然減少了點焊的承載面積，但是對接頭的靜載強度影響不大，對沖擊和疲勞載荷則有一定的影響，特別是同時伴有裂紋的，影響特別明顯。因此規(guī)定每個焊點僅能存在1個縮孔，且孔徑不大于熔核直徑的25 % o縮孔的防止主要靠提

57、高電極壓力，特別是熔核形成、焊接區(qū)快速冷卻時的鍛壓力來實現(xiàn)。熔核內(nèi)部裂紋，可分為橫向裂紋及縮孔邊緣的裂紋。一般認為存在于熔核中心部位的裂紋，若尺寸較小，對焊接接頭的強度影響不大。出現(xiàn)焊核內(nèi)部橫向裂紋的主要原因是:電極壓力太低;焊接電流過大;焊接時間過短。出現(xiàn)縮孔邊緣裂紋的原因是:焊接電流太大或焊接時間過長;電極壓力不足。(3)其他缺陷。 未焊透。沿貼合面無熔核、熔核尺寸過小或熔透率不足。該缺陷使焊接接頭強度大大降低，是點焊的一種危險的缺陷。產(chǎn)生原因是由于焊接電流太小;焊接時間太短;電極壓力過大。壓痕過深。焊點表面壓痕超過規(guī)定要求。壓痕過深容易造成應力集中，導致焊接接頭強度特別是疲勞強度大大下降

58、。產(chǎn)生的原因是由于電極球面半徑過小;電極壓力過大;焊接電流太大或焊接時間過長;噴濺所引起。熔合線伸人。指熔合線呈直線狀伸人熔核內(nèi)的現(xiàn)象。熔合線的伸入會減少熔核的實際有效直徑，從而降低接頭強度。這種缺陷對接頭疲勞性能影響較大，使用時容易導致接頭的破壞。產(chǎn)生的原因是由于焊接表面清理不凈;電極球面半徑過小，加在熔核邊緣的壓力相應減少。表面燒傷。焊件或電極表面不凈，使電極與工件接觸位置的電流密度高而集中，造成的局部熔化的燒傷。燒傷會影響接頭的抗腐蝕性和表面質(zhì)量。在點焊焊接過程中，應按相關(guān)規(guī)程的要求，盡量避免出現(xiàn)上述的焊接缺陷。3結(jié)束語上述工藝已應用在生產(chǎn)中，使得大連金州線不銹鋼車輛生產(chǎn)順利完成。目前該車已在投人使用，情況良好。