關(guān)于汽車點(diǎn)焊工藝及焊鉗的研究

徐 軍

（海斯坦普汽車組件（東莞）有限公司，東莞 523000）

隨著我國社會(huì)發(fā)展速度不斷加快和經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，汽車行業(yè)也日益發(fā)展起來。由于汽車的使用越來越多，對汽車車身裝配連接的工藝要求也越來越高，其中，點(diǎn)焊工藝就是目前最常見的汽車車身裝配連接工藝之一。由于汽車市場對點(diǎn)焊工藝的要求不斷提高，可以通過提高工作效率、控制生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)相關(guān)要求，同時(shí)要保證和提升汽車整體質(zhì)量。但要保證汽車裝配質(zhì)量，就需要確保點(diǎn)焊工藝的質(zhì)量，這些關(guān)于質(zhì)量的問題研究值得引起同行工作者的重視和關(guān)注。

1 汽車點(diǎn)焊工藝及焊鉗概述

1.1 白車身

汽車白車身是指已經(jīng)完成基本車身焊裝工作但還未涂裝的白皮車身，主要包括車頂蓋、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。行李機(jī)蓋、車門等制件，但不包括四門兩蓋等運(yùn)動(dòng)件，其在結(jié)構(gòu)上為形狀復(fù)雜的空間薄壁殼體。

1.2 焊裝線

焊裝線的組成部分包括輸送部分、工裝夾具、焊接設(shè)備及其他輔助設(shè)備，其主要結(jié)構(gòu)類型有：交叉臂步進(jìn)式、擺臂步進(jìn)式、滑撬輸送式、臺(tái)車式等。焊裝線的類型有貫通式車身焊裝線和循環(huán)式焊裝線，焊裝線的選擇主要取決于具體的設(shè)計(jì)條件、產(chǎn)品質(zhì)量要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝等。焊裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)是焊裝工藝中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

1.3 點(diǎn)焊

點(diǎn)焊在汽車裝配工藝中是一種高速、經(jīng)濟(jì)的連接方法。點(diǎn)焊的基本原理是將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，再通過電阻熱融化母材金屬形成焊點(diǎn)[1]。其連接方法是把接頭處接觸面上的個(gè)別點(diǎn)焊接起來。點(diǎn)焊主要適用于薄板構(gòu)件的制造工作中，如汽車車身、車廂、飛機(jī)機(jī)身的焊接等。點(diǎn)焊一般可以分為兩類：雙面點(diǎn)焊和單面點(diǎn)焊。

2 汽車點(diǎn)焊工藝相關(guān)研究

2.1 特點(diǎn)

點(diǎn)焊時(shí)焊件成搭接接頭并壓緊在兩電極之間，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：在點(diǎn)焊的過程中，對連接區(qū)的加熱時(shí)間短、焊接速度快；點(diǎn)焊工作只需要消耗電能；電焊機(jī)決定電焊質(zhì)量，電焊機(jī)一般具有操作簡單、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)；勞動(dòng)強(qiáng)度低但條件好；在焊接通電的過程中不僅需要施加壓力，還要使用大電流，導(dǎo)致程序控制較為復(fù)雜[2]。

2.2 影響焊接熱的因素

焊接熱的影響因素主要包括6個(gè)方面：電阻、焊接電流、焊接時(shí)間、電極壓力、電極的形狀及材料的性能、工件表面狀況的影響。其中，在較短時(shí)間通以大電流的規(guī)范稱為硬規(guī)范，在較長時(shí)間內(nèi)通以小電流的規(guī)范稱為軟規(guī)范；電極壓力應(yīng)選擇適當(dāng)，壓力較大時(shí)，會(huì)造成焊件加熱不足而使焊點(diǎn)強(qiáng)度下降等影響；如果電極端頭出現(xiàn)變形和磨損情況，會(huì)導(dǎo)致接觸面積增大而使焊點(diǎn)強(qiáng)度降低；焊件表面的氧化物或臟物等會(huì)增大兩焊件之間的接觸電阻，從而影響焊接強(qiáng)度。

2.3 點(diǎn)焊焊接的循環(huán)過程

預(yù)壓時(shí)間：規(guī)定電極下壓到接觸工件并穩(wěn)定施壓所需要的時(shí)間。預(yù)壓時(shí)間的設(shè)定應(yīng)適宜，如果預(yù)壓時(shí)間太短，會(huì)導(dǎo)致電極在空中放電而脫焊，如果預(yù)壓時(shí)間太長會(huì)影響生產(chǎn)效率。

焊接時(shí)間：電極通電時(shí)間，時(shí)間單位通常以秒記，也可以用周期記。

維持時(shí)間：在焊接電流切斷以后，電極壓力繼續(xù)保持的時(shí)間。

休止時(shí)間：在電阻點(diǎn)焊或縫焊的過程中，兩個(gè)相鄰焊接循環(huán)之間的間隔時(shí)間。

2.4 點(diǎn)焊電極和電焊板的要求

點(diǎn)焊電極的功能主要體現(xiàn)在：為工件傳送電流和壓力、導(dǎo)散焊接區(qū)產(chǎn)生的熱量等，點(diǎn)焊電極是保證點(diǎn)焊質(zhì)量的主要因素之一。減少或杜絕三層及以上板數(shù)的焊接，多使用兩層板搭接點(diǎn)焊，原則上累計(jì)板件厚度不超過5mm。

3 汽車焊鉗的相關(guān)研究

焊鉗的作用是夾持電焊條，同時(shí)還能在焊接過程中傳導(dǎo)焊接電流，其一般是與電弧焊機(jī)配套使用，焊接具有導(dǎo)電性良好、不易發(fā)熱、重量輕等特性。

3.1 焊鉗的結(jié)構(gòu)和種類

焊鉗在結(jié)構(gòu)上通?？梢苑譃椋汉副?、變壓器、氣缸或伺服電極、機(jī)架、浮動(dòng)機(jī)構(gòu)等。焊鉗從結(jié)構(gòu)上可以分為分離式、內(nèi)藏式、一體式；從用途上可以分為X型和C型兩種；從焊鉗的行程上可以分為單行程和雙行程；從加壓的驅(qū)動(dòng)方式上可以分為氣動(dòng)焊鉗和電動(dòng)焊鉗；從焊鉗變壓器的種類上可以分為工頻焊鉗和中頻焊鉗；從焊鉗的加壓力大小上可以分為輕型焊鉗和重型焊鉗。

3.2 焊鉗選型的注意要點(diǎn)

第一，要選擇合適的焊鉗類型及吊掛類型，選擇依據(jù)包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、夾具結(jié)構(gòu)、作業(yè)方位等方面。使用較多的焊鉗有C焊鉗和X焊鉗，C焊鉗主要用于點(diǎn)焊水平位置的焊點(diǎn)，其電極運(yùn)動(dòng)軌跡為直線形；X焊鉗主要用于點(diǎn)焊垂直位置的焊點(diǎn)，其電極運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧形。

第二，選擇大小適宜的焊鉗。原則上不允許使用電極帽直徑為13mm的焊鉗，以及帶角度電極、異型電極、電極帽與電極桿一體式的焊鉗都不允許使用[3]。

第三，滿足焊接壓力要求。原則上不允許使用壓力小于300Kgf的焊鉗，同時(shí)不同材料的板材所要求的壓力不同，所以，要注意區(qū)分高強(qiáng)度、鍍鋅板、熱成型板扥不同類型的板材。

3.3 焊鉗選型標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)流程

第一，通過全面收集工序圖卡、平面布局圖以及3D焊點(diǎn)信息并進(jìn)行分析，從而充分了解焊接的具體焊點(diǎn)位置、數(shù)量、人員站位，明確實(shí)際工作需要幾把焊鉗和焊機(jī)。

第二，根據(jù)所掌握的焊點(diǎn)信息，繪制出所需焊接點(diǎn)的焊點(diǎn)線。不同顏色的焊點(diǎn)線對應(yīng)不同的操作人員，以此可以對操作人員進(jìn)行區(qū)分，并建立目錄樹，通過將移動(dòng)焊點(diǎn)移動(dòng)并對應(yīng)到幾何圖形上，進(jìn)行區(qū)分焊鉗和焊點(diǎn)。這種建立目錄樹的方法有利于制作相關(guān)工藝文件和區(qū)分焊點(diǎn)。

第三，常見的焊鉗有X型焊鉗和C型焊鉗[4]，需要根據(jù)作業(yè)習(xí)慣來選擇焊鉗類型，而焊鉗的尺寸取決于焊鉗的喉深喉寬、特殊部位焊點(diǎn)情況。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國汽車行業(yè)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而發(fā)展，因?yàn)槿藗兩钏降奶岣?，不僅汽車使用量不斷增加，同時(shí)人們對汽車質(zhì)量的要求也越來越高，汽車車身的裝配連接工藝就是保證汽車質(zhì)量的重要前提。通過進(jìn)一步對點(diǎn)焊工藝和焊鉗的研究分析，不僅可以保證汽車的生產(chǎn)質(zhì)量，還能不斷提高生產(chǎn)效率，為同行業(yè)企業(yè)提高市場競爭力提供一定的參考依據(jù)。