Plasma welding焊接系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應(yīng)用

張峰

摘 要：為解決汽車車門外觀質(zhì)量、減少傳統(tǒng)人工弧焊的焊渣堆積和焊接強(qiáng)度等問題，應(yīng)用Plasma焊接系統(tǒng)，在保證焊點強(qiáng)度達(dá)到要求的前提下，使產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到很大的提升，同時獲得了更快的焊接速度，大大的提高了焊接效率。這項新技術(shù)的應(yīng)用，使Plasma焊接系統(tǒng)在汽車行業(yè)的各種應(yīng)用都具有可靠性高、產(chǎn)品外表面質(zhì)量好的優(yōu)點，是未來高端汽車逐步應(yīng)用的技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：等離子釬焊 間隙容忍性 等離子焊槍 非熔化極 等離子發(fā)生器 高能束焊接

中圖分類號：TG47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0071-01

普通的熔化極焊接，焊接特點為：焊接后焊渣外觀不平整，堆積過高，對于車門外觀要求較高的部位，需要二次打磨，人工打磨存在質(zhì)量較難控制，浪費(fèi)CT等缺點；而采用Plasma焊接技術(shù)焊接，外觀質(zhì)量滿足使用要求，不需要進(jìn)行后續(xù)工藝處理，可大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

采用Plasma焊接系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下目的：

（1）低熱輸入量，可以大大減少焊接變形；

（2）送絲運(yùn)動與熔滴過渡過程進(jìn)行數(shù)字化協(xié)調(diào) ，可以大大提高焊接效率；

（3）無飛濺過渡，提高了產(chǎn)品外觀質(zhì)量；

（4）高能束焊接，電弧窄且穿透性強(qiáng)，集中的電弧使能量利用率大大提高，能一次性獲得良好和穩(wěn)定的焊接溶深，同時對工件產(chǎn)生的變形影響較小，易得到高質(zhì)量的焊縫成行和金相組織；

（5）焊接工件不需要開坡口，使用更少的填充材料，損耗件壽命更長；

（6）對于車門外漏部位的焊接，采用此技術(shù)可以提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

1 系統(tǒng)構(gòu)成和原理介紹

Plasma焊接系統(tǒng)構(gòu)成為：等離子焊機(jī)，等離子發(fā)生器，控制面板，等離子焊強(qiáng)，送絲機(jī)構(gòu)，水箱。下面詳述Plasma焊接的過程說明。

1.1 Plasma welding系統(tǒng)組成

1.1.1 Plasma welding系統(tǒng)焊接示意圖

（1）等離子發(fā)生器；

（2）等離子電源；

（3）ROB5000機(jī)器人接口；

（4）ROB4000機(jī)器人接口；

（5）十芯控制線；

（6）十芯控制線；

（7）FC水箱；

（8）小車；

（9）中繼線；

（10）等離子焊槍；

（11）送絲機(jī)；

（12）十芯控制線；

（13）機(jī)用送絲管；

（14）熱絲電源；

（15）熱絲電纜。

1.1.2 系統(tǒng)原理概述

等離子焊接工藝與傳統(tǒng)焊接工藝相比有很大的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢讓等離子工藝在對一些焊接質(zhì)量要求苛刻的情況下，尤其是應(yīng)用到薄板或者板材厚度到8 mm的工件。在等離子焊接工藝中，電弧是在水冷噴嘴內(nèi)被強(qiáng)制壓縮，形成了等離子狀態(tài)，等離子電弧具有強(qiáng)大的穿透性，在常規(guī)焊接需要開V型或者U型坡口的焊縫時，等離子焊接節(jié)省了這部分的焊前準(zhǔn)備工作時間。這樣還可以和節(jié)約30%的填充焊絲。另一方面，可獲得更高的焊接速度，在確保實現(xiàn)更好的熔透性的情況下，節(jié)約了更多的時間和成本。同時，鎢棒在水冷噴嘴內(nèi)的等離子氣體的保護(hù)下，使用壽命大大提高。是一種采用高能束的非熔化極的焊接工藝。

1.1.3 系統(tǒng)各部分構(gòu)成介紹

（1）數(shù)字化電源：是等離子焊接的基礎(chǔ)，它可選擇的電流范圍從0.5到500 A，可隨時配置不同工況的等離子系統(tǒng)；

（2）數(shù)字化等離子控制器：可以精確的調(diào)整等離子氣體流量，達(dá)到滿意的焊接效果；

（3）等離子焊槍：分人工和機(jī)器人焊槍，手工焊槍的手柄符合人體工程學(xué)，槍頭可以靈活旋轉(zhuǎn)角度以實現(xiàn)精確的手工操作。機(jī)器人焊槍設(shè)計有四個安裝平面，可以靈活的安裝在機(jī)器人上。焊槍工具坐標(biāo)原點的設(shè)計精準(zhǔn)而穩(wěn)固；

（4）送絲系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍，可選擇盤絲和桶絲。送絲機(jī)構(gòu)會智能的根據(jù)焊接工況進(jìn)行送絲，極大地提高了焊接效率；

（5）控制系統(tǒng)：智能化的控制面板，可以快速的對整套系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，確保焊接的焊接質(zhì)量；

（6）冷卻系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)量身而入，模塊化組合到焊接系統(tǒng)中，確保了對焊槍的整體冷卻效果。

1.2 焊接系統(tǒng)間隙容忍性論證

此焊接系統(tǒng)由于使用的特殊場合，對工件的板材間隙有一定要求，根據(jù)本次項目的特點和使用設(shè)備，進(jìn)行了系列間隙實驗。

（1）當(dāng)板材零間隙時，焊接狀態(tài)穩(wěn)定，焊接速度可達(dá)0.72 m/min；

（2）當(dāng)板材間隙為0.8 mm時，焊接狀態(tài)有所降低，焊接速度可達(dá)0.36 m/min；

（3）綜合各種間隙及焊接狀態(tài)，對于1 mm以內(nèi)板材，當(dāng)間隙在0.8 mm以內(nèi)，焊槍左右偏移0.8 mm以內(nèi)時，可達(dá)到穩(wěn)定的焊接狀態(tài)。

2 結(jié)語

等離子焊接系統(tǒng)的各種優(yōu)勢，使得它比傳統(tǒng)的MIG＼MAG等弧焊工藝具有更快的焊接速度，更高的焊接質(zhì)量，在在未來高端車型的應(yīng)用將是一種趨勢。endprint

摘 要：為解決汽車車門外觀質(zhì)量、減少傳統(tǒng)人工弧焊的焊渣堆積和焊接強(qiáng)度等問題，應(yīng)用Plasma焊接系統(tǒng)，在保證焊點強(qiáng)度達(dá)到要求的前提下，使產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到很大的提升，同時獲得了更快的焊接速度，大大的提高了焊接效率。這項新技術(shù)的應(yīng)用，使Plasma焊接系統(tǒng)在汽車行業(yè)的各種應(yīng)用都具有可靠性高、產(chǎn)品外表面質(zhì)量好的優(yōu)點，是未來高端汽車逐步應(yīng)用的技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：等離子釬焊 間隙容忍性 等離子焊槍 非熔化極 等離子發(fā)生器 高能束焊接

中圖分類號：TG47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0071-01

普通的熔化極焊接，焊接特點為：焊接后焊渣外觀不平整，堆積過高，對于車門外觀要求較高的部位，需要二次打磨，人工打磨存在質(zhì)量較難控制，浪費(fèi)CT等缺點；而采用Plasma焊接技術(shù)焊接，外觀質(zhì)量滿足使用要求，不需要進(jìn)行后續(xù)工藝處理，可大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

采用Plasma焊接系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下目的：

（1）低熱輸入量，可以大大減少焊接變形；

（2）送絲運(yùn)動與熔滴過渡過程進(jìn)行數(shù)字化協(xié)調(diào) ，可以大大提高焊接效率；

（3）無飛濺過渡，提高了產(chǎn)品外觀質(zhì)量；

（4）高能束焊接，電弧窄且穿透性強(qiáng)，集中的電弧使能量利用率大大提高，能一次性獲得良好和穩(wěn)定的焊接溶深，同時對工件產(chǎn)生的變形影響較小，易得到高質(zhì)量的焊縫成行和金相組織；

（5）焊接工件不需要開坡口，使用更少的填充材料，損耗件壽命更長；

（6）對于車門外漏部位的焊接，采用此技術(shù)可以提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

1 系統(tǒng)構(gòu)成和原理介紹

Plasma焊接系統(tǒng)構(gòu)成為：等離子焊機(jī)，等離子發(fā)生器，控制面板，等離子焊強(qiáng)，送絲機(jī)構(gòu)，水箱。下面詳述Plasma焊接的過程說明。

1.1 Plasma welding系統(tǒng)組成

1.1.1 Plasma welding系統(tǒng)焊接示意圖

（1）等離子發(fā)生器；

（2）等離子電源；

（3）ROB5000機(jī)器人接口；

（4）ROB4000機(jī)器人接口；

（5）十芯控制線；

（6）十芯控制線；

（7）FC水箱；

（8）小車；

（9）中繼線；

（10）等離子焊槍；

（11）送絲機(jī)；

（12）十芯控制線；

（13）機(jī)用送絲管；

（14）熱絲電源；

（15）熱絲電纜。

1.1.2 系統(tǒng)原理概述

等離子焊接工藝與傳統(tǒng)焊接工藝相比有很大的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢讓等離子工藝在對一些焊接質(zhì)量要求苛刻的情況下，尤其是應(yīng)用到薄板或者板材厚度到8 mm的工件。在等離子焊接工藝中，電弧是在水冷噴嘴內(nèi)被強(qiáng)制壓縮，形成了等離子狀態(tài)，等離子電弧具有強(qiáng)大的穿透性，在常規(guī)焊接需要開V型或者U型坡口的焊縫時，等離子焊接節(jié)省了這部分的焊前準(zhǔn)備工作時間。這樣還可以和節(jié)約30%的填充焊絲。另一方面，可獲得更高的焊接速度，在確保實現(xiàn)更好的熔透性的情況下，節(jié)約了更多的時間和成本。同時，鎢棒在水冷噴嘴內(nèi)的等離子氣體的保護(hù)下，使用壽命大大提高。是一種采用高能束的非熔化極的焊接工藝。

1.1.3 系統(tǒng)各部分構(gòu)成介紹

（1）數(shù)字化電源：是等離子焊接的基礎(chǔ)，它可選擇的電流范圍從0.5到500 A，可隨時配置不同工況的等離子系統(tǒng)；

（2）數(shù)字化等離子控制器：可以精確的調(diào)整等離子氣體流量，達(dá)到滿意的焊接效果；

（3）等離子焊槍：分人工和機(jī)器人焊槍，手工焊槍的手柄符合人體工程學(xué)，槍頭可以靈活旋轉(zhuǎn)角度以實現(xiàn)精確的手工操作。機(jī)器人焊槍設(shè)計有四個安裝平面，可以靈活的安裝在機(jī)器人上。焊槍工具坐標(biāo)原點的設(shè)計精準(zhǔn)而穩(wěn)固；

（4）送絲系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍，可選擇盤絲和桶絲。送絲機(jī)構(gòu)會智能的根據(jù)焊接工況進(jìn)行送絲，極大地提高了焊接效率；

（5）控制系統(tǒng)：智能化的控制面板，可以快速的對整套系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，確保焊接的焊接質(zhì)量；

（6）冷卻系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)量身而入，模塊化組合到焊接系統(tǒng)中，確保了對焊槍的整體冷卻效果。

1.2 焊接系統(tǒng)間隙容忍性論證

此焊接系統(tǒng)由于使用的特殊場合，對工件的板材間隙有一定要求，根據(jù)本次項目的特點和使用設(shè)備，進(jìn)行了系列間隙實驗。

（1）當(dāng)板材零間隙時，焊接狀態(tài)穩(wěn)定，焊接速度可達(dá)0.72 m/min；

（2）當(dāng)板材間隙為0.8 mm時，焊接狀態(tài)有所降低，焊接速度可達(dá)0.36 m/min；

（3）綜合各種間隙及焊接狀態(tài)，對于1 mm以內(nèi)板材，當(dāng)間隙在0.8 mm以內(nèi)，焊槍左右偏移0.8 mm以內(nèi)時，可達(dá)到穩(wěn)定的焊接狀態(tài)。

2 結(jié)語

等離子焊接系統(tǒng)的各種優(yōu)勢，使得它比傳統(tǒng)的MIG＼MAG等弧焊工藝具有更快的焊接速度，更高的焊接質(zhì)量，在在未來高端車型的應(yīng)用將是一種趨勢。endprint

摘 要：為解決汽車車門外觀質(zhì)量、減少傳統(tǒng)人工弧焊的焊渣堆積和焊接強(qiáng)度等問題，應(yīng)用Plasma焊接系統(tǒng)，在保證焊點強(qiáng)度達(dá)到要求的前提下，使產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到很大的提升，同時獲得了更快的焊接速度，大大的提高了焊接效率。這項新技術(shù)的應(yīng)用，使Plasma焊接系統(tǒng)在汽車行業(yè)的各種應(yīng)用都具有可靠性高、產(chǎn)品外表面質(zhì)量好的優(yōu)點，是未來高端汽車逐步應(yīng)用的技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：等離子釬焊 間隙容忍性 等離子焊槍 非熔化極 等離子發(fā)生器 高能束焊接

中圖分類號：TG47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0071-01

普通的熔化極焊接，焊接特點為：焊接后焊渣外觀不平整，堆積過高，對于車門外觀要求較高的部位，需要二次打磨，人工打磨存在質(zhì)量較難控制，浪費(fèi)CT等缺點；而采用Plasma焊接技術(shù)焊接，外觀質(zhì)量滿足使用要求，不需要進(jìn)行后續(xù)工藝處理，可大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

采用Plasma焊接系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下目的：

（1）低熱輸入量，可以大大減少焊接變形；

（2）送絲運(yùn)動與熔滴過渡過程進(jìn)行數(shù)字化協(xié)調(diào) ，可以大大提高焊接效率；

（3）無飛濺過渡，提高了產(chǎn)品外觀質(zhì)量；

（4）高能束焊接，電弧窄且穿透性強(qiáng)，集中的電弧使能量利用率大大提高，能一次性獲得良好和穩(wěn)定的焊接溶深，同時對工件產(chǎn)生的變形影響較小，易得到高質(zhì)量的焊縫成行和金相組織；

（5）焊接工件不需要開坡口，使用更少的填充材料，損耗件壽命更長；

（6）對于車門外漏部位的焊接，采用此技術(shù)可以提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

1 系統(tǒng)構(gòu)成和原理介紹

Plasma焊接系統(tǒng)構(gòu)成為：等離子焊機(jī)，等離子發(fā)生器，控制面板，等離子焊強(qiáng)，送絲機(jī)構(gòu)，水箱。下面詳述Plasma焊接的過程說明。

1.1 Plasma welding系統(tǒng)組成

1.1.1 Plasma welding系統(tǒng)焊接示意圖

（1）等離子發(fā)生器；

（2）等離子電源；

（3）ROB5000機(jī)器人接口；

（4）ROB4000機(jī)器人接口；

（5）十芯控制線；

（6）十芯控制線；

（7）FC水箱；

（8）小車；

（9）中繼線；

（10）等離子焊槍；

（11）送絲機(jī)；

（12）十芯控制線；

（13）機(jī)用送絲管；

（14）熱絲電源；

（15）熱絲電纜。

1.1.2 系統(tǒng)原理概述

等離子焊接工藝與傳統(tǒng)焊接工藝相比有很大的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢讓等離子工藝在對一些焊接質(zhì)量要求苛刻的情況下，尤其是應(yīng)用到薄板或者板材厚度到8 mm的工件。在等離子焊接工藝中，電弧是在水冷噴嘴內(nèi)被強(qiáng)制壓縮，形成了等離子狀態(tài)，等離子電弧具有強(qiáng)大的穿透性，在常規(guī)焊接需要開V型或者U型坡口的焊縫時，等離子焊接節(jié)省了這部分的焊前準(zhǔn)備工作時間。這樣還可以和節(jié)約30%的填充焊絲。另一方面，可獲得更高的焊接速度，在確保實現(xiàn)更好的熔透性的情況下，節(jié)約了更多的時間和成本。同時，鎢棒在水冷噴嘴內(nèi)的等離子氣體的保護(hù)下，使用壽命大大提高。是一種采用高能束的非熔化極的焊接工藝。

1.1.3 系統(tǒng)各部分構(gòu)成介紹

（1）數(shù)字化電源：是等離子焊接的基礎(chǔ)，它可選擇的電流范圍從0.5到500 A，可隨時配置不同工況的等離子系統(tǒng)；

（2）數(shù)字化等離子控制器：可以精確的調(diào)整等離子氣體流量，達(dá)到滿意的焊接效果；

（3）等離子焊槍：分人工和機(jī)器人焊槍，手工焊槍的手柄符合人體工程學(xué)，槍頭可以靈活旋轉(zhuǎn)角度以實現(xiàn)精確的手工操作。機(jī)器人焊槍設(shè)計有四個安裝平面，可以靈活的安裝在機(jī)器人上。焊槍工具坐標(biāo)原點的設(shè)計精準(zhǔn)而穩(wěn)固；

（4）送絲系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍，可選擇盤絲和桶絲。送絲機(jī)構(gòu)會智能的根據(jù)焊接工況進(jìn)行送絲，極大地提高了焊接效率；

（5）控制系統(tǒng)：智能化的控制面板，可以快速的對整套系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，確保焊接的焊接質(zhì)量；

（6）冷卻系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)量身而入，模塊化組合到焊接系統(tǒng)中，確保了對焊槍的整體冷卻效果。

1.2 焊接系統(tǒng)間隙容忍性論證

此焊接系統(tǒng)由于使用的特殊場合，對工件的板材間隙有一定要求，根據(jù)本次項目的特點和使用設(shè)備，進(jìn)行了系列間隙實驗。

（1）當(dāng)板材零間隙時，焊接狀態(tài)穩(wěn)定，焊接速度可達(dá)0.72 m/min；

（2）當(dāng)板材間隙為0.8 mm時，焊接狀態(tài)有所降低，焊接速度可達(dá)0.36 m/min；

（3）綜合各種間隙及焊接狀態(tài)，對于1 mm以內(nèi)板材，當(dāng)間隙在0.8 mm以內(nèi)，焊槍左右偏移0.8 mm以內(nèi)時，可達(dá)到穩(wěn)定的焊接狀態(tài)。

2 結(jié)語

等離子焊接系統(tǒng)的各種優(yōu)勢，使得它比傳統(tǒng)的MIG＼MAG等弧焊工藝具有更快的焊接速度，更高的焊接質(zhì)量，在在未來高端車型的應(yīng)用將是一種趨勢。endprint