螺柱焊在焊接過程中的質(zhì)量控制

韋學敏

摘 要：螺柱焊在汽車工業(yè)的生產(chǎn)中，探討其實際的操作方法，以及在焊接時的一些焊接工藝方案、關(guān)鍵方法和質(zhì)量檢查方法，使得在實際的工作中遇到這樣的焊接時，能保證順利施焊的同時確保焊接質(zhì)量，這樣可以得到一個有效的支持和幫助。

關(guān)鍵詞：螺柱焊;過程控制 ;質(zhì)量檢查

1 螺柱焊簡述

隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，螺柱焊系統(tǒng)在滿足和實現(xiàn)當代造車理念上起著舉足輕重的作用，這可將許多巧妙的設(shè)計轉(zhuǎn)化成易于制造的工藝。將螺柱或類似的其他緊固件通過電弧熔化金屬的途徑焊于工件上的方法統(tǒng)稱螺柱焊。

2 螺柱焊的焊接過程簡介

螺柱焊焊接過程由以下5個主要階段構(gòu)成。

（1）焊接工藝的前提條件是焊接螺柱接觸工件表面，以便焊接回路隨著啟動命令的發(fā)出，通過螺柱和工件表面形成電氣短路。

（2）起始電流穩(wěn)定后，焊槍的回程機構(gòu)使螺柱離開工件，引燃起始電流的電弧。

（3）起始電流階段結(jié)束之后接通主焊接電流，它將強化電弧，使得螺柱端面和工件表面溶化。

（4）電弧在工件上以及螺柱端面生成一個溶池過程中，回程磁鐵線圈斷電，螺柱這時將被壓力彈簧壓入溶池。

（5）隨著螺柱浸入溶池，電弧熄滅，使得均勻得融體凝固，并且焊槍可以在焊接電流關(guān)斷之后離開螺柱。

3 影響螺柱焊質(zhì)量的主要因素

產(chǎn)生螺柱焊虛焊、焊穿、偏弧的原因是多種多樣的，主要有以下幾個方面：（1）螺柱焊機選型不合適;（2）焊裝工裝夾具設(shè)計不合理;（3）焊接工藝參數(shù)設(shè)置不正確;（4）焊接螺柱存在質(zhì)量問題;（5）設(shè)備維護不到位和操作人員操作不當。

3.1 關(guān)于螺柱焊機的選型問題

螺柱焊接技術(shù)是將金屬螺柱或者類似的緊固件（如栓釘、T型釘、保溫釘及V型釘?shù)龋┛焖俸附釉诎寮蛘吖芗嫌靡孕纬蒚形接頭的方法。實現(xiàn)螺柱焊接的方法多種，比如用電阻焊、摩擦焊、爆炸焊、電弧焊和電弧螺柱焊等。

早期大部分都是采用電阻焊和電弧焊，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和電弧螺柱焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，目前在白車身的生產(chǎn)中使用最多的是電弧螺柱焊焊接技術(shù)，它具有快速、可靠、操作簡單和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。

3.2 焊裝工裝夾具設(shè)計、制造和安裝不合理

工裝夾具設(shè)計、制造和安裝不合理，是造成螺柱焊機虛焊、焊穿、偏弧的重要原因之一，具體表現(xiàn)為：（1）工裝夾具的導(dǎo)向孔過大，導(dǎo)致螺柱焊槍不能與工件焊接面垂直;（2）工裝夾具的導(dǎo)向孔本身不能與工件的焊接面垂直，使得焊槍不能與工件焊接面垂直;（3）工裝夾具沒能對焊接工件進行有效支撐，使得焊槍下落時導(dǎo)致工件變形等。

3.3 焊接工藝參數(shù)設(shè)置不正確

螺柱焊焊接工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響：

螺柱焊焊接工藝參數(shù)主要包括焊接電流、焊接時間、焊接引弧電流、引弧電流時間、焊槍的提升高度（拉弧距離）等。

焊接電流和焊接時間的大小與焊接螺柱端面直徑成正比，與焊接板材厚度也是正比例關(guān)系，母材增厚，就要相應(yīng)增加焊接電流和焊接時間。

但焊接電流與焊接時間成反比，在焊接的螺柱直徑和母材厚度一定的條件下，焊接電流越大，則焊接時間越短，反之亦然。

引弧電流和引弧電流時間的關(guān)系與焊接電流和焊接電流時間的關(guān)系相同。

3.4 焊接螺柱存在質(zhì)量問題

問題拉弧螺柱焊焊釘焊接端部都要求帶有7度的錐度，

其作用是有利于引燃焊接電弧，并可保證焊接電弧從螺柱的中心向螺柱的周圍擴散，也有利于排除電弧中的空氣，防止熔池鐵水氧化。加強對螺柱的質(zhì)量監(jiān)控，可減少螺柱焊的虛焊率。

螺柱常出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要有：（1）螺柱所用材質(zhì)與母材相差較大，導(dǎo)致螺柱和母材之間不相融合;（2）螺柱焊接面的弧度過大或過小，導(dǎo)致弧壓過高或引弧不足;

（3）每個螺柱的尺寸相差較大，導(dǎo)致螺柱自動輸送困難或裝夾不能到位等。如果螺柱存在上述問題，將會嚴重影響焊接質(zhì)量。因此，必須選擇正規(guī)的螺柱焊釘供應(yīng)廠家，并定期和不定期對焊釘進行抽查，確保焊釘?shù)牟馁|(zhì)和規(guī)格符合產(chǎn)品的工藝要求。

3.5 設(shè)備維護不到位和操作人員操作不當

做好設(shè)備的維護工作，使設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài)，是焊接質(zhì)量的可靠保證。設(shè)備維護包括日常維護和班前維護。日常維護包括：定期和不定期檢查設(shè)備的運行狀態(tài);對于需要更換的易損件及時更換;對設(shè)備的表面進行清潔等。班前維護包括：

①每班工作前，必須認真檢查螺柱焊機的各項參數(shù)設(shè)置是否發(fā)生變化，以保證參數(shù)設(shè)置的準確性;

②檢查焊槍的各個部分是否正常，導(dǎo)電夾頭、防飛濺套等易損件是否需要更換;

③清理干凈防飛濺套內(nèi)的焊渣;

④第四、檢查焊槍的提升距離是否需要調(diào)整;

⑤檢查導(dǎo)電夾頭是否居中;

⑥如果是自動送料的，要用手動方式檢查自動送料系統(tǒng)是否正常;

⑦檢查送料機料箱中是否需要添加螺柱;

⑧檢查被焊接工件表面是否存在油污，如果油污過大，需要用布擦干凈。

4 螺柱質(zhì)量的過程控制和質(zhì)量檢查

4.1 工藝過程控制

（1）精確設(shè)置焊接參數(shù)：車身板材厚度、螺柱位置等，都是在設(shè)置參數(shù)時應(yīng)當考慮的問題。

（2）保證焊接回路的通暢和連接的可靠，盡量使焊接處與地線靠近，減少中間過渡環(huán)節(jié)。

（3）盡量保持焊接表面的清潔，當表面有油污時，由于反饋的焊接電壓比正常的值高，焊接自適應(yīng)系統(tǒng)會將電流相應(yīng)提高，但畢竟有一個滯后過程和范圍。

（4）定期對焊槍支撐彈簧進行檢查，有磨損或者是超出疲勞極限及時更換。

4.2 質(zhì)量檢查

（1）目視檢查 ? 對于T形螺柱、帶法蘭的螺柱，其焊接質(zhì)量可以通過目視檢測螺柱底端焊縫外觀形狀來判斷焊接的質(zhì)量，如圖7所示。

圖7a所示是一個合格的螺柱焊縫，其角焊縫均勻，成形連續(xù)且熔合好。

圖7b所示為虛焊，表明螺柱沒有完全插入熔池。這種情況應(yīng)檢查焊槍槍頭是否出現(xiàn)問題，焊槍的頂桿彈簧是否超出疲勞強度和焊頭滑動是否自如。

圖7c所示表明焊接熱量不足。解決的途徑是檢查夾頭與防飛濺套的位置是否等于1.2mm，是否所有導(dǎo)線接點可靠，以確保電流的順利導(dǎo)通，同時可根據(jù)情況增加焊接電流或焊接時間。

圖7d所示表明熱量過高。在確保夾頭位置正確的前提下，可降低焊接電流或焊接時間。

圖7e所示表明螺柱傾斜，只有局部的焊縫。通過矯正焊槍位置，使其與焊接表面垂直即可解決。

圖7f所示表明接頭一側(cè)焊縫堆積而另一側(cè)沒有焊縫。這是由于電弧偏吹所致，可通過改變接地方式和位置來解決。

（2）非破壞檢查

使用錘子對螺柱進行檢測，用錘子在螺柱上左右輕輕的敲打，檢查螺柱是否有脫焊現(xiàn)象，如果螺柱在檢查時無斷裂和焊縫開裂，該螺柱為合格。

先進的螺柱焊接生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合有效的焊接質(zhì)量控制程序，為汽車柔性生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)高質(zhì)量的轎車提供了有力的保證。

作者簡介：

韋學敏（1987-），男 ，壯族 ，廣西省柳州市柳江縣人，汽車焊裝工，研究方向：汽車檢測與維修技術(shù)、螺柱焊焊接質(zhì)量過程控制。