電阻焊無(wú)飛濺調(diào)整技術(shù)探索與應(yīng)用

孫鐵成 車(chē)謙濤

摘要：本文對(duì)車(chē)身車(chē)間在無(wú)飛濺調(diào)整技術(shù)方面的探索與應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，主要包括零飛濺中頻直流脈沖焊接規(guī)范、零飛濺焊槍對(duì)中檢查方法、零飛濺焊接軌跡示教法、零飛濺電極帽修磨及電流遞增最優(yōu)方案。

關(guān)鍵詞：零飛濺;中頻直流脈沖焊;軌跡示教;修磨

一、簡(jiǎn)介

汽車(chē)車(chē)身主要是通過(guò)以電阻點(diǎn)焊對(duì)壓制成型后的鋼板進(jìn)行接合來(lái)組裝。就組裝車(chē)身時(shí)所使用的電阻點(diǎn)焊而言，要求兼顧：確保與板厚相對(duì)應(yīng)的熔核直徑;以及抑制發(fā)生飛濺。

就飛濺而言，有中飛濺（通過(guò)焊接而熔融后的母材金屬由鋼板的重合面散逸的現(xiàn)象）和表飛濺（通過(guò)焊接而熔融后的母材金屬由鋼板與電極的接觸面散逸的現(xiàn)象）。它們均會(huì)散逸并附著在汽車(chē)車(chē)身上，由此使表面品質(zhì)降低。由此，就電阻點(diǎn)焊而言，要求避免中飛濺和表飛濺，并且確保規(guī)定的熔核直徑。

逆變直流方式可連續(xù)地賦予電流，因此發(fā)熱效率高。就算是在不易形成熔核的薄板軟鋼的鋅鍍覆材料的情況下，也會(huì)由低電流形成熔核，合理電流范圍比單相交流方式寬。

影響焊接質(zhì)量的因素不僅有焊接規(guī)范，還包括材料、工裝和焊槍等方面的影響。

綜合來(lái)看，降飛濺需要綜合考慮多種因素，既要解決焊槍、工裝等設(shè)備方面的偏差，也要對(duì)焊接規(guī)范進(jìn)行調(diào)整，使多種因素達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的配合。

二、中頻直流脈沖焊接

2.1飛濺形成機(jī)理

就發(fā)生中飛濺考慮如下。點(diǎn)焊部在熔融凝固后的熔核的周?chē)嬖诒浑姌O加壓過(guò)的壓接部（塑性金屬環(huán)區(qū)部），將熔融金屬封住。若熔融金屬的內(nèi)壓超過(guò)作用于塑性金屬環(huán)區(qū)部的外壓，則就不能封住熔融金屬而發(fā)生中飛濺。通常來(lái)說(shuō)，若壓接部變窄，則不能耐受內(nèi)壓，容易發(fā)生飛濺。因此，為了抑制發(fā)生飛濺，需要使鋼板-鋼板之間的磨合變好來(lái)使壓接部變寬，并且避免急劇發(fā)熱以使熔核緩慢生長(zhǎng)。

表面處理熱沖壓鋼板在鋼板表面具有以來(lái)自鍍覆的金屬（例如，鋅;鋁）為主成分的氧化皮膜或來(lái)自表面涂布的氧化被膜。因此，與裸鋼板相比，電流在鋼板表面流動(dòng)的位置為局部，由于電流密度集中而容易急劇發(fā)熱，逆變直流方式由于是投入連續(xù)電流而與單相交流相比發(fā)熱效率高，因此通電初始的熔核的形成非常迅速。由此，可推定：熔核周?chē)膲航硬康纳L(zhǎng)沒(méi)有跟上，變得不能封住熔融金屬，發(fā)生中飛濺。

此外，發(fā)生表飛濺的發(fā)生原因也是同樣的。由于氧化皮膜、鍍覆等的影響，鋼與電極的接觸部的電阻變高，發(fā)熱量變大，由此，可推定：熔核容易在板厚方向生長(zhǎng)，熔融部達(dá)到鋼板的最表層正下方，發(fā)生表飛濺。

2.2中頻直流多脈沖焊接規(guī)范

通過(guò)采用脈動(dòng)通電方式而具有反復(fù)進(jìn)行冷卻和加熱的效果，因此通過(guò)在逆變直流方式中采用脈動(dòng)通電方式，能夠緩和由高的發(fā)熱效率造成的溫度上升。即通過(guò)控制脈動(dòng)通電的通電時(shí)間、停止時(shí)間，能夠控制焊接時(shí)的溫度上升，控制熔核生長(zhǎng)速度。由此，能夠抑制急劇的熔核生長(zhǎng)。

通過(guò)電極的加壓力和脈動(dòng)通電時(shí)的電流控制，還能夠控制塑性金屬環(huán)區(qū)的生長(zhǎng)。由于通過(guò)脈動(dòng)工序能夠?qū)佑|面賦予由熱膨張、收縮產(chǎn)生的振動(dòng)，因此對(duì)于表面處理熱沖壓材料而言是特別顯著的，能夠有效地破壞高熔點(diǎn)的氧化物層，抑制接觸界面上的電流密度提高，還能夠抑制急劇的熔核生長(zhǎng)。通過(guò)這些作用，能夠抑制發(fā)生中飛濺、表飛濺，并且使磨合短時(shí)間提高。

通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂迫酆松L(zhǎng)速度和塑性金屬環(huán)區(qū)生長(zhǎng)速度，能夠不發(fā)生飛濺并且使得熔核直徑增大。能夠抑制上限電流的降低，確保合理電流范圍。

通過(guò)控制每一個(gè)脈沖的通電時(shí)間、施加電流、脈沖間隔等，能夠簡(jiǎn)便迅速地設(shè)定焊接條件，能夠?qū)嵤┝己玫碾娮椟c(diǎn)焊。

特別指出，脈動(dòng)工序是指：在連續(xù)的多個(gè)電流脈沖中，能夠統(tǒng)一地表示通電時(shí)間和通電停止時(shí)間與上述焊接電流之間的關(guān)系的電流脈沖群，見(jiàn)圖1。例如，就多個(gè)連續(xù)的脈沖而言，在通電時(shí)間ta和停止時(shí)間ti固定并且脈沖的焊接電流為時(shí)間的函數(shù)的情況下，能夠以該函數(shù)表示的電流脈沖群為一個(gè)脈動(dòng)工序。

在脈動(dòng)工序中，可根據(jù)材料的種類(lèi)、板厚、板組，對(duì)通電時(shí)間、停止時(shí)間和脈沖次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)焊接效果。

三、其他調(diào)整技術(shù)

3.1零飛濺焊槍對(duì)中檢查

焊槍電極桿的對(duì)中狀態(tài)直接影響焊點(diǎn)的扭曲程度，焊點(diǎn)扭曲會(huì)導(dǎo)致熔核內(nèi)熔融液態(tài)金屬不能被很好地封存，因此焊接過(guò)程中需要保證良好的電極對(duì)中性。

結(jié)合SGM焊槍對(duì)中檢查方法，可使用工具檢查，可將電極桿對(duì)中偏差控制在1mm以?xún)?nèi)。

3.2零飛濺焊接軌跡示教

軌跡示教過(guò)程中，保證電極垂直于板材，既可以防止焊點(diǎn)扭曲，也可以更好地封存熔核。傳統(tǒng)軌跡示教方法是用磁力棒在焊點(diǎn)旁邊的位置定位，采用目測(cè)的辦法驗(yàn)證垂直度。

3.3零飛濺電極帽修磨

通過(guò)減少電極帽的墩粗量，減少修磨點(diǎn)數(shù)、確保電極帽在最好型面、導(dǎo)電率、壓合狀態(tài)、對(duì)中性的情況下焊接，降低飛濺毛刺，提高焊接質(zhì)量。

四、總結(jié)

自探索、推廣電阻焊無(wú)飛濺焊接技術(shù)以來(lái)，取得了顯著成果。主要包括以下幾個(gè)方面：

1.生產(chǎn)環(huán)境得到極大改善

消除飛濺后，生產(chǎn)區(qū)域焊接粉塵、顆粒減少，環(huán)境得到改善，降低了相關(guān)成本。

2.減少打磨工序，降低打磨片成本

消除飛濺后，白車(chē)身清潔度得到提升，該成果對(duì)減少打磨工序、降低打磨成本起到積極促進(jìn)作用。

3.設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本降低

消除了飛濺在傳感器、電纜和工裝表面的堆積，減少設(shè)備故障報(bào)警，同時(shí)降低了設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本。

作者簡(jiǎn)介：孫鐵成（1980-）男，上汽通用東岳汽車(chē)有限公司高級(jí)經(jīng)理。

車(chē)謙濤（1970-）男，上汽通用東岳汽車(chē)有限公司焊接工程師。