淺談單面點焊在車門包邊后焊接的應用

陸泳慎，鐘旅健，薛　玲

（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西 柳州545007）

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淺談單面點焊在車門包邊后焊接的應用

陸泳慎，鐘旅健，薛玲

（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西 柳州545007）

摘要：汽車車門包邊后、包邊周圈點焊對車門內(nèi)外、板的緊固起到重要的作用，同時焊點也極大的影響車門外觀質量。通過理論分析并結合實踐，討論在車門包邊周圈點焊工藝上應用單面點焊理論進行焊接的優(yōu)越性。

關鍵詞：單面點焊；包邊點焊；A面焊點

汽車車門是整車白車身覆蓋件。現(xiàn)階段中車門的生產(chǎn)工藝一般是：內(nèi)、外板沖壓→內(nèi)板總成焊接→內(nèi)、外板涂膠→內(nèi)、外板包邊→包邊總成補焊→安裝鉸鏈。在生產(chǎn)過程中，包邊總成往往并未達到工藝要求的壓緊程度，造成車門內(nèi)外板錯動，引發(fā)折邊膠膠裂、密封膠失效等問題。因此，為防止此類后工序問題的發(fā)生，常常在車門包邊總成后增加補焊工序，將內(nèi)外板用焊點固定從而消除內(nèi)外板錯動。而車門外板面為A類面，且均為弧面狀，極大程度增加焊接的難度，造成焊點表面扭曲無法返修，嚴重影響整車外觀品質。

單面點焊工藝為電極由工件的同一側向焊接處饋電，典型的單面點焊方式為單面單點點焊，即不形成焊點的電極采用大直徑和大接觸面以減小電流密度，從而該面無壓痕、焊痕，外觀質量好。為證實單面點焊的優(yōu)越性，本次采用國內(nèi)東風風行某款汽車尾門進行實驗驗證。

1　焊點位置選擇

車門包邊后點焊，因車門內(nèi)外板型面的關系，大部面積均存在內(nèi)外板空腔的情況。僅存在包邊區(qū)域內(nèi)外板面完全貼合，故焊點選取的位置常會在包邊的區(qū)域。本次實驗尾門共需求12個焊點，位置均為內(nèi)、外板包邊壓緊面上。如圖1所示。

圖1　焊點位置示意圖

2　傳統(tǒng)點焊工藝分析

對車門包邊圈區(qū)域的焊點，傳統(tǒng)的焊接方式為在車門外板上墊上銅板，使用懸掛焊鉗焊接在車門包邊圈與銅板外端面上（如圖2所示）[1]。

圖2　焊接示意

長期使用此種焊接方式，車門包邊點焊的A面焊點產(chǎn)生：外板焊點凹陷不平整；焊點虛焊、強度不足，嚴重影響零件的外觀質量。

針對兩處質量問題進行焊接原理分析，發(fā)現(xiàn)目前使用的焊接方式為雙面點焊，焊接原理如圖3所示，焊鉗上、下電極頭壓緊通電時，在后背門包邊處會形成兩組回路電流。回路電流一從上電極流向外板-內(nèi)板-外板回到下電極；回路電流二從上電極直接流向外板回到下電極[2]。

圖3　焊接原理解析圖

形成的回路電流（見圖4），上、下兩電極加壓通電時，會形成兩組分流，由于回路一電阻大，通過的電流就小，而回路二電阻小，通過電流就大。根據(jù)焊接工藝中，電流通電產(chǎn)生的熱量公式Q=I2Rt（I為電流，R為電阻，t為通電時間）可知，當電流I減小，電阻R、通電時間t不變時，通電加熱產(chǎn)生的熱量就小，導致工作電阻熔接不牢固。若增大總輸出電流，工作電流同時增大，分流電流相應增加，容易導致外板擊穿[3]。

圖4　焊接回路電路圖

3　單面點焊工藝分析

為阻斷外板分流，集中內(nèi)板電流，將傳統(tǒng)的電流正/負極分開，采用單一電極接外板，另一電極接上內(nèi)板，使主電流回路在內(nèi)/外板流通，增大工作電流，減弱分流電流（如圖5所示）。

圖5　單面點焊原理圖

上、下電極夾緊包邊區(qū)域處零件，下端外板外觀面通過墊板配合，墊板與下部導電銅板連接，中間夾絕緣墊板，使墊板與銅板形成絕緣，由此，阻隔了上、下電極直接連通零件而形成的回路。焊接工作時，電流從上、下電極一端初始流入，通至車門包邊面上的外板面，形成兩處電流回路，次電流（即通過三層板電流）因電阻過大非常小，可忽略不計；主電流（即大電流）通過外板面流入內(nèi)板，流向與內(nèi)板搭接的導電銅板2，銅板2通過導電電纜連接至與另一端電極配合的導電銅板1，并隨電極流入形成回路，焊點則存在車門外板的包邊面與內(nèi)板間[4]。

4　實踐應用

針對圖1的焊點使用單面點焊方式進行焊接改造，共12個焊點，使用8塊墊板。墊板通過NC加工與焊點處外板型面匹配研合，當電極頭壓至尾門包邊外板面時，下部與墊板接觸的型面不會產(chǎn)生凹點，形成外觀問題。通過懸掛C型焊鉗對零件包邊處進行焊接，焊鉗靜臂放置在車門包邊面上的焊點所在位置處，焊鉗動臂焊接到導電銅板。導電銅板與尾門內(nèi)板通過電纜連接。內(nèi)板與電纜間的連接是通過引流銅塊，用氣缸連接引流銅塊將銅塊夾緊至內(nèi)板，內(nèi)板與銅塊研磨配合形成面接觸，從而一系列連接形成回路導電。焊接質量有很大的改善（圖6、7所示）。

圖6　尾門包邊處點焊夾具

圖7　效果圖

5　結束語

在整個改造至生產(chǎn)使用過程中，對夾具和焊鉗進行了反復拆裝、更換材料、調整參數(shù)等措施，并經(jīng)過反復驗證最終實現(xiàn)了這項技術的應用。同時，因開發(fā)初期的考慮不周也總結出了相關的注意事項，為后續(xù)的進一步拓展應用提供了些許經(jīng)驗。在單面點焊夾具的設計或改造中，需重點關注：（1）整個零件與夾具支撐限位等非焊接接觸位置，與電纜、銅板與夾具BASE、POST等部件的絕緣性，絕對的絕緣才能有效的形成電流通電，否則在未絕緣的局部區(qū)域會形成短路熔接，甚至擊穿零件；（2）與零件內(nèi)、外板接觸的NC仿形加工銅板、墊板，必須研合至與零件型面貼合，保證為面接觸，若為點局部點接觸同樣會產(chǎn)生熔接甚至擊穿零件；（3）因引流銅板能產(chǎn)生大熱量，可燒傷內(nèi)板，在生產(chǎn)節(jié)拍高的情況下，需考慮與車門內(nèi)板相連接的引流銅板的冷卻性，可通過水冷或使用多塊銅板的方式為銅板散熱。

單面點焊焊接形式可形成最大的優(yōu)勢：（1）減少分流電流，焊點熔合區(qū)域集中上外板與內(nèi)板之間，可解決焊點強度不足的問題；（2）能使與零件貼合的墊板處于絕緣狀態(tài)，墊板材質不局限于導電性好、硬度較低銅墊板，可選取其他硬度較高的材質，增強墊板強度。墊板上的NC加工仿形型面在長期使用的條件下不易被焊鉗打凹，可減少外板打磨返修的概率，型面可較長時間保持穩(wěn)定，從而保持焊點的平整，可相應解決外觀面焊點扭曲的問題。因此，單面點焊技術可從本質上改善車門包邊焊點，可以稱為專門為車門包邊焊點而生的技術。

參考文獻：

[1]唐智有，尹雪松，周祥兵，等.單面點焊的原理特點及其在汽車門蓋生產(chǎn)中的應用[J].時代汽車，2015，（10）：47.

[2]王保國.淺談如何提升車門包邊引出焊焊點質量[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，（25）：72.

[3]丁晨民，曹偉，陳開芳.一種新型單面點焊機構在車門工裝上的研究[C].中國汽車工程學會年會論文集.中國北京:中國汽車工程學會，2013:918.

[4]鐘志達.汽車車門周邊點焊新工藝[J].汽車工藝與材料，2000，（02）：6.

中圖分類號:TG44

文獻標識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）04-0141-02

收稿日期：2016-01-01

作者簡介：陸泳慎（1988-），男，廣西南寧橫縣人，本科，主要研究白車身點焊、氣體保護焊等方向。

Application of Spot Welding in Doors After Welding

LU Yong-shen，ZHONG Lv-jian，XUE Ling
（Liuzhou Liuxin Automobile Stamping Parts Co.，Ltd，Liuzhou Guangxi 545007，China）

Abstract:Car wrapping，wrapping around the spot welding of inside and outside the door，plate fastening to the important role and solder joints also greatly affect the door appearance quality.The through theoretical analysis and combined with the practice，discussion on the door edge around the spot welding technology application of singlesided spot welding theory advantages of the welding.

Key words:single side spot welding；edge welding；a solder joint