汽車車身點焊工藝參數的優化

劉愛君

摘要：本文主要介紹了正確選取點焊工藝參數，提高點焊質量的方法。點焊工藝參數的確定與優化步驟包括：根據所焊材料厚度從標準中選取焊接規范；對焊接規范進行試驗，通過觀察焊接過程、焊點外觀以及試片試驗的結果優化參數；最終通過點焊拉力試驗確定所選參數的合理性及可行性。

關鍵詞：點焊；焊接規范；工藝參數；焊接試驗

1引言

電阻點焊作為焊接科學技術的一個重要分支，在航空航天、能源電子、汽車車輛等方面都有廣泛的應用。特別是在汽車制造領域，電阻點焊是白車身裝配焊接的最主要方式，占據焊接總數的95%以上。因此電阻點焊質量的好壞對車身裝配焊接質量以及投資成本的控制有著重要的意義。

電阻點焊是使工件處在一定電極壓力作用下并利用電流通過工件時所產生的熱量將兩工件之間的解除面熔化而實現連接的焊接方法。電阻點焊焊接工藝參數主要包括焊接電流、電極壓力和焊接時間，需要按照所焊材料的性質、板厚以及所用設備特點等進行選取。點焊工藝參數的合理化是保證焊接質量的重要條件。

2點焊工藝參數試驗

2.1點焊工藝參數

卡車車身焊接所用材料為低碳鋼，不同部位所用的鋼板厚度不同，為滿足不同焊接位置和不同厚度材料的需求選取相應型號的懸掛電焊機及焊接規范。本文以外觀面薄板焊接及非外觀面厚板焊接為例對點焊工藝參數的確定方法進行說明。

地板縱梁焊接作為非外觀面厚板焊接的示例定為例，所用焊鉗型號為UX-C2593，焊接板厚3*3mm。

根據企業點焊技術條件中所確實的點焊工藝規范選取合適的規范。焊接參數應為：焊接電流12800A，焊接時間50周波，焊接壓力5000N。

由于實際生產中存在諸多的變量例如設備因素、焊接材料狀態等，焊接參數的選取往往不能以點焊工藝規范作為唯一依據。需要在規范的基礎上對工藝參數進行調整配合鑿檢試驗、拉力試驗等手段確定最為合理的焊接工藝以滿足生產需求，提升焊接質量。

2.2焊接試驗

制作試件進行試驗，對工藝參數進行評定。試驗包括拉力試驗和試片試驗。拉力試驗設備WGW-50焊接拉力試驗機，試片試驗設備為臺鉗和鑿子。

依據標準示例中板厚為3mm，故B值應為25mm。焊接如表1所示參數條件下的樣件，數量5件。

3試驗結果分析

3.1點焊工藝參數的確定

示例：焊接電流12800A，焊接時間50周波，焊接壓力5000N。以上工藝參數中焊接壓力5000N需要的進氣壓力為5000/5179.3=0.96MPa，而設備的最大進氣壓力僅為0.6MPa，因此將焊接壓力調整為3000N進行試驗。

調整壓力后進行試焊發現焊接過程中存在較大的焊接飛濺。焊接飛濺大說明輸入能量相當大，但是飛濺后將引起下一周波電極間壓力降低，這將導致焊點熔核尺寸減小，焊點強度降低。也就是說當電流過大引起飛濺甚至是多次飛濺時，點焊過程中實際用于形核的能量是非常少的。此外該參數下點焊后，焊點表面過熱，焊點直徑粗大發黑，這是由于焊接時間過長、電流過大引起的。此時焊點直徑表面粗大，但是實際熔核面積卻較小。焊核組織、熱影響區和焊核周邊的母材發生了不同程度的過燒，導致焊接接頭力學性能下降明顯。

因此對該處焊接參數進行調整，經過多次試驗后，當焊接參數為：焊接電流10500A，焊接時間12周波，焊接壓力2700N時，觀察焊點外觀質量較好。在該參數下進行試片試驗結果如圖1所示：試片一邊出現圓孔，另一邊有完整的凸臺，符合優質焊點的標準。

3.2點焊拉力試驗

在生產過程中，焊接參數不會是一個固定值而是在一定的范圍內波動的，從而在不同條件下實現對產品件最佳的焊接。

在上一步的試驗中已經基本確定了示例的工藝參數，為了驗證一定參數范圍內焊接的可行行，按照表2所示參數在WGW-50焊接拉力試驗機上進行拉力試驗。試驗結果如表3所示（表2中拉力大小表示5件試件所測的拉力的平均值）。

依據QZZ3005.1997《點焊技術條件》，板厚3mm單個焊點拉剪強度≥13300N判定為焊點合格。

故最終可以確定示例焊接參數為：焊接電流10000-11000A，焊接時間12-13周波，焊接壓力2500-3000N。

4結語

點焊工藝參數的合理選取可以提高焊接強度，改善點焊外觀質量。點焊參數選取過程應首先根據焊接材料的料厚對照標準選取，完成初步選擇后觀察焊接過程、焊點外觀以及進行試片試驗進一步進行參數的優化，焊接過程飛濺大、焊點過燒等的出現應考慮減小焊接電流及焊接時間。合理的點焊工藝參數所焊試片進行試驗后應出現一邊圓孔，另一邊有完整的凸臺的情形。最后通過點焊拉力試驗確定最終的焊接工藝參數范圍。