電阻點焊技術及其控制措施分析

周偉

摘 要：汽車已經成為我國居民普遍擁有的出行工具，汽車行業也在穩步前進。由于焊接工藝對于汽車的制造與維修有著重要的意義，人們也開始關注焊接工藝的技術特點以及控制措施。本文則主要介紹了電阻電焊技術以及控制措施，提出了幾點影響焊接品質的因素，供各位參考。

關鍵詞：電阻電焊;焊接品質;控制措施;檢驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.045

相比其他焊接技術來說，電阻電焊技術具有成本低、效率高、焊接表面品質好等優點。并被廣泛運用于汽車制造與維修過程中。一般來說，白車車身焊點的質量水平與整車質量有著密切的關系，所以焊點的合格率要求高于98%，關鍵焊點的合格率要求全部合格。基于此，人們就需要對電阻電焊技術及其控制措施進行深入的研究。

1 電阻電焊概況

電阻點焊具有很多的優點，例如，焊接過程中熔核會被塑性環包圍，空氣能夠被塑性環有效地隔絕開來;另外，焊接加熱過程較短、熱量相對集中。所以產生的熱影響區和變形應力較小，這就省去了焊接后的校正和熱處理過程。電阻點焊僅需氧氣、乙炔、氫即可進行焊接，其成本更低，并且，電阻點焊操作工藝簡單，能夠通過機械化自動化的方式完成焊接工作。

但是電阻點焊的應用仍然存在諸多需要攻克的問題。由于無損檢測方法尚不成熟，所以破壞性試驗是主要的品質檢查手段，焊接質量的檢測仍然是目前汽車制造行業重點攻關的問題;而構件的總重量會由于搭頭的搭接而發生變化，接頭的疲勞強度也會受焊接熔核周圍所形成夾角的影響;相比其他焊接技術來說，電阻焊接所使用的設備需要具有較高的自動化和機械化程度。這些問題都增加了電阻焊接設備的維修難度和維修成本[1]。

2 電阻電焊基本原理

電流通過內部電阻后，產生熱量從而實現對構件的焊接。一般來說，電焊包括預壓、焊接、維持、休止四個過程。

在預壓階段，為了能夠清除表面不平和的氧化膜，需要讓電極壓力達到穩定的滿值狀態，并保證電極上沒有焊接電流流過。否則，就會導致構件擊穿或者飛濺的現象。

在焊接階段，由于電流的通過會形成熔核。該階段的電極電壓與焊接電流相對恒定。焊接人員要根據焊接材料的實際情況控制焊接時間，從而保證形成符合要求的熔核。

在維持階段需要切斷焊接電流，保持電極電壓。由于焊接電極電壓不變且無電流，熔核會冷卻結晶。當熔核完全凝固結晶后，才能進入休止階段[2]。

在焊接過程中，各個焊接參數互相影響，并決定著焊接質量。確定電極材料、斷面形狀后，才能選擇焊接參數。焊接參數的選擇需要考慮電流、時間、壓力等因素。

例如，焊接的電流和時間反映著焊接區的加熱速度。焊接電流和時間主要有硬、軟規范兩種。軟規范為大焊接電流、小焊接時間。硬規范為小焊接電流、適當長焊接時間。軟規范具有加熱平穩、焊接品質不易受焊接參數波動影響的優點。也能減少熔核出現裂紋、縮孔等現象。但是，軟規范容易導致出現接頭變形大、焊點壓痕深等問題。相對軟規范來說，硬規范具有相反的特征。所以，硬規范在焊接低碳鋼、鋁合金等材料時有更為突出的表現。軟規范則更適合焊接低合金鋼、耐火合金等材料[3]。

3 焊接的品質控制

隨著微控技術的不斷發展，已經能在焊接過程中實現精準控制。目前，控制電焊品質技術主要包括在焊接過程中控制反饋焊點狀態物理量以及焊接參數兩個方面。前者主要包括超聲波監控、電機位移控制等手段。后者主要包括電流監控、能量監控等手段。這些監控技術都采用了微控技術。

例如，恒電流監控技術，能夠通過控制焊接電流有效值，維持焊接區熱量的穩定，從而控制熔核尺寸。這是一個被廣泛采用的焊接品質控制技術。

對于焊接品質的控制，離不開有效的電焊品質檢驗手段。總的來說，目前常用的檢驗手段主要分為無損檢驗和破壞性檢驗兩種。對于無損檢驗，目前尚無成熟的檢驗方法。檢驗員可以通過小于20倍的放大鏡觀察焊接區域，著重觀察外部是否存在裂紋、燒穿、壓痕過深等外表缺陷問題。對于破壞性檢驗，檢驗員可以沿熔核邊緣撕開構件，或者沿結合面撕開。這樣做能夠檢查焊點的尺寸以及熔核情況。檢查完成后，需要對焊件進行焊補。或者，檢驗員可以將扁鉗等工具楔如被焊接的板料之間。觀察焊點的變化情況，來判斷焊點是否符合質量要求。焊接狀態如下圖所示[4]。

4 總結

隨著汽車制造產業的發展，電阻焊逐漸成為重要的焊接工藝之一。因此，人們對于電阻焊的焊接質量也提出了更高的要求。為了提高焊接質量，需要焊接技術人員在了解焊接材料的同時，選擇合適的焊接參數以及焊接形式。

參考文獻：

[1]高宏適.JFE鋼鐵公司汽車車體焊接技術的開發[N].世界金屬導報，2019-04-23（B15）.

[2]劉磊，縱榮榮，李樂樂，王洪瑋，齊樂.輕量化汽車電阻點焊技術的研究與應用[J].時代汽車，2019（03）：131-134.

[3]李欽.電阻點焊飛濺問題分析[J].中國戰略新興產業，2017（24）：121-122.

[4]特斯拉Model S中先進的連接技術[J].汽車工藝師，2017（06）：10-11.