Arplas焊在白車身制造中的應用研究

王康 潘飛

上汽通用汽車有限公司武漢分公司車身車間 湖北省武漢市 430200

1 引言

目前arplas焊接工藝是一種解決車門包邊窄邊焊、側(cè)圍后流水槽質(zhì)量極好的焊接技術，它是基于傳統(tǒng)電阻焊技術研發(fā)出來的，但是其設備組成及質(zhì)量控制卻與傳統(tǒng)電阻焊設備有明顯不同，通過相關統(tǒng)計，使用arplas焊接技術可以節(jié)約70%電能，它是一種綠色環(huán)保型連接技術，在白車身制造中的應用車企有奧迪、奔馳、通用、寶馬、特斯拉等。

圖1

2 arplas工藝

Arplas基本原理是焊槍將電極頭覆蓋在凸臺上方，利用最小的能量輸入，極短時間內(nèi)達到脈沖峰值，由于凸臺尖端接觸面積很小，故在短時間內(nèi)電流密度突然增加，熔化接觸面形成焊核，使零件與零件完成熔合焊接，并依然能夠完全達到零件焊接結(jié)構強度的要求。

3 arplas焊設備組成

arplas焊接系統(tǒng)有多種組成方式，最基本的硬件要求是：1個arplas沖凸槍、1個arplas焊槍和1個arplas焊接控制器，以最為核心的arplas焊槍工作站為例，機器人分別通過Devicenet控制arplas槍體，通過ethernet控制arplas焊機，其中焊槍上的焊接電纜及壓力傳感器線通過機器人本體的管線包連接到arplas焊機中，進而形成焊接閉環(huán)控制系統(tǒng)。

圖2

4 arplas集成調(diào)試過程中的質(zhì)量控制

4.1 沖凸槍機器人控制編程及示教注意事項

（1）凸臺不能位于零件上有“皺褶”的地方（沖壓不良），或者因不良的滾邊引起的高、低不平的地方。（2）將沖凸槍的靜臂靠近或接觸到零件。（3）沖凸槍必須垂直于零件表面。（4）當所有點的軌跡都調(diào)好后，在合適的沖壓力設置下閉合沖凸槍沖一個凸臺。檢查零件上的凸臺和周邊的區(qū)域。

a.確認零件的邊緣沒有在沖凸后出現(xiàn)彎曲變形。b.在不同的光線角度下，觀察凸臺周邊的零件情況。確保在凸臺的周圍，零件上沒有出現(xiàn)變形。這是因為沖凸槍垂直度嚴重不好引起的典型現(xiàn)象。

（5）切記：如果重新定位凸臺在零件上的位置，也需要相應地調(diào)整焊槍在這個點的軌跡。

圖3

圖4

4.2 arplas焊槍機器人控制編程及示教注意事項

（1）電極要覆蓋在凸臺上：對應電極下面的標有尺寸的草圖，說明了對于相應的電極，凸臺的最優(yōu)位置。因為機器人走軌跡的因素和零件波動，完全按照理論定位很難達到。但是，切記100%覆蓋是必須的。

圖5

（2）電極垂直于工件：調(diào)整焊槍的位置垂直度需要觀察兩個方向上的垂直度，如下圖所示，在現(xiàn)場先觀察/調(diào)整凸臺長度方向上的焊槍垂直度，然后觀察/調(diào)整凸臺寬度方向上的焊槍垂直度。關于焊槍垂直度調(diào)整，必須是在確保焊槍軌跡正常-即電極完全覆蓋凸臺后，再進行。觀察焊槍垂直度時，先把焊槍走到焊點位置，然后手動閉合焊槍（不會損壞凸臺），再觀察焊槍的垂直度。如果焊槍的壓力會導致零件嚴重變形（當零件很薄時），可以臨時調(diào)低焊槍的進氣壓力，使之達到足以驅(qū)動氣缸動作，讓動電極接觸零件即可。

（3）其他注意事項：

（a）焊接有些部位時，是在小件上沖凸臺，外面被一個較大的零件覆蓋。這就導致在調(diào)整焊槍軌跡時，很難觀察到凸臺的位置（例如：加強件被車身外板覆蓋） 。如果可以，可在夾具中僅放入沖有凸臺的小件，根據(jù)小件上的凸臺位置調(diào)整焊槍軌跡，確保電極覆蓋凸臺。

（b）在調(diào)整焊槍軌跡，確保電極覆蓋凸臺的過程中：

i.有些時候，閉合焊槍，用記號筆把電極的外輪廓畫在零件上，將有助于觀察電極與凸臺的相對位置；

ii.當焊接窄邊零件時，確保電極不會碰到零件上有弧度的地方。如果電極碰到有弧度的地方，電極在接觸零件表面前就會被限制繼續(xù)壓下，會出現(xiàn)意想不到的后果。

iii.注意觀察零件匹配情況，如有問題及時報告給零件尺寸質(zhì)量控制人員。防止因為零件原因?qū)е峦古_潰縮時，電極不能正確地保持對凸臺的壓力。

5 結(jié)論

arplas的使用顯著提高了整車的美觀性，通過集成調(diào)試過程中對沖凸槍及焊槍本體機器人軌跡的正確示教，能有效的保證arplas焊接過程中質(zhì)量的穩(wěn)定性，極大的提升了項目前期質(zhì)量調(diào)試的效率，我們相信，隨著中國汽車的快速發(fā)展，arplas焊接工藝必將成為未來高端車型應用的一種趨勢。

圖6