導電嘴磨損與焊縫長度試驗研究

摘要：目前市場上焊絲價格差異較大，焊絲在實際生產中磨損嚴重，孔徑增大，導致焊接軌跡發生變化，易產生焊接缺陷，車間生產只有出現此類異常時，才會更換導電嘴。此時，無法對導電嘴更換之前的產品進行追訴，本文通過對導電嘴磨損狀況與焊縫長度之間的關系進行討論，驗證焊縫長度是否與導電嘴磨損有關，為今后機械手焊接導入生產過程中制定導電嘴更換頻次提供依據。

關鍵詞：導電嘴;更換;頻次;焊接長度

0 ?引言

汽車座椅與駕駛者及乘客的安全性、舒適性息息相關，直接影響乘客對座椅乃至整車的整體評價。座椅骨架涉及多個零部件加工制造工序，如點焊、弧焊等，應用最多的就是弧焊，實際生產中，多為機械手焊接。其中，導電嘴磨損嚴重會導致焊接軌跡發生變化，焊縫熔深達不到設計要求，造成焊接缺陷，進而脫焊等安全事故。

本文通過試驗分析，得出焊接過程中導電嘴磨損與焊縫總長度之間的對應關系，轉換為焊接產品數量，加強過程控制，保證骨架焊接質量，提高一次下線合格率。

1 ?方案策劃

試驗產品為座椅靠背骨架焊接組件。

其中，固定管焊縫長度：15×4=60（mm）;靠背鋼管與本體焊縫總長度：20×3×2=120（mm）;靠背連接板與本體焊縫總長度：10×4=40（mm）;靠背鋼絲與鋼管搭接處焊縫總長度：10×2=20（mm）;綜上：單件靠背焊縫總長度為：240（mm）。

隨機抽取20個導電嘴，測量其孔徑大小，以確保導電嘴一致性。

按照校槍標準進行校槍 ，每焊接產品20或30件（轉換為焊縫長度即為每焊4.2m或者7.2m）后，對導電嘴孔徑進行測量。完成后，將其重新裝配在機械手上，并重新進行焊接。直至導電嘴內徑磨損嚴重，焊縫軌跡發生明顯偏移，停止數據收集。對數據進行分析，得出導電嘴磨損情況與焊縫長度的對應關系。

2 ?試驗過程

①隨機抽取20個導電嘴，測量導電嘴內孔直徑，確認其導電嘴來料尺寸是否穩定。測量數據如表1，從表中可以看出，導電嘴尺寸穩定性較好。

②從20個導電嘴中任取一個，安裝到機械手上，然后按照校槍標準進行進行校槍，校槍要求：焊絲與對槍銷中心點的偏移量不能超出焊絲直徑外邊沿;如圖2。

③對槍符合要求后，確認焊接參數，開始連續焊接，焊完20件（即焊縫長度為4.8m）時，拆下導電嘴，對其內孔直徑進行測量：如圖3。

檢測合格，將導電嘴重新安裝上機械手，再次對槍，確認焊接軌跡無誤，然后進行焊接，待再次焊接30件（即總焊縫長度為7.2m）時進行測量，此時導電嘴總共焊接產品50件（即總焊縫長度為12m），測量完成后，記錄數據。如此重復直至焊接360件（即總焊縫長度為86.4m）后，記錄導電嘴尺寸變化。直至焊接進行至第374件，固定管出現焊穿異常，此時停止焊接。從圖4中可以看出，此時焊縫出現明顯異常，說明導電嘴磨損嚴重，需要更換導電嘴。

④對已經收集的數據進行分析：

3 ?數據分析

由圖5可知，回歸方程為y=0.0043x+1.2285，回歸方程高度顯著，可決系數r2=0.9902（r越接近1，線性回歸越顯著）。

3.1 線性方程驗證

隨機抽取5個導電嘴，對其他產品進行驗證，根據上次實驗可以看出當導電嘴直徑大于1.6mm時，焊接軌跡偏移，易導致焊接缺陷。將1.6mm帶入公式得到焊縫長度應為86m，一件靠背焊縫總長度為0.30m，一件座椅骨架總成焊縫總長度為0.28m：由此得到可以焊接靠背280件，焊接總成可以焊接300件，當達到焊接數量時，對導電嘴進行測量，結果如表3。

與理論計算相差偏差：

1號=（1.6-1.59）/1.6×100%=0.625%

2號=（1.6-1.62）/1.6×100%=1.25%

3號=（1.6-1.57）/1.6×100%=1.875%

4號=（1.6-1.58）/1.6×100%=1.25%

5號=（1.6-1.61）/1.6×100%=0.625%

偏差均在2%以內，說明此關系式成立，可以應用于實踐。

4 ?結論分析

通過實驗數據分析以及驗證結論來看，導電嘴磨損（y）與焊接長度（x）成正比關系，即y=0.0043x+1.2285。當導電嘴直徑大于1.6mm時，焊接軌跡偏移，會導致焊接缺陷。此關系式可以用于實踐，通過計算單件工件的焊縫長度， 轉換為焊接產品數量，加強過程控制，保證骨架焊接質量，提高一次下線合格率。

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作者簡介：高雨雨（1987-），男，助教，主要研究方向為機械手力學性能。