電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)扭曲缺陷分析與解決

劉俊成

摘要：介紹白車身點(diǎn)焊的作用，焊接不能保證電極與該板材接觸的瞬間為垂直狀態(tài)，導(dǎo)致焊點(diǎn)扭曲缺陷的危害，焊點(diǎn)扭曲缺陷降低白車身強(qiáng)度，關(guān)于外露焊點(diǎn)扭曲影響車身外觀質(zhì)量引起客戶抱怨，本文主要針對(duì)電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)扭曲產(chǎn)生原因、解決方案做出分析。

Abstract： Introduce the effect of spot welding on the body-in-white. Welding cannot guarantee that the electrode is in a vertical state at the moment of contact with the plate， which leads to the harm of distortion of the solder joints. The distortion of the solder joints reduces the strength of the body-in-white. The distortion of the exposed solder joints affects the appearance quality of the body Arousing customer complaints， this article mainly analyzes the causes and solutions for the distortion of the resistance spot welding joints.

關(guān)鍵詞：白車身點(diǎn)焊;焊點(diǎn)扭曲;解決方法

Key words： body-in-white spot welding;welding joint distortion;solution

中圖分類號(hào)：U671.81? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）17-0150-02

0? 引言

白車身是汽車的重要組成部分，白車身95%的拼接是靠電阻點(diǎn)焊焊接完成的，電阻點(diǎn)焊具有高速、低耗、焊接變形小和易操作等特點(diǎn)，非常適合汽車車身薄板覆蓋零部件的焊接，因此在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。白車身焊接技術(shù)是提高整車產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵技術(shù)，白車身焊接質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)整車質(zhì)量起著決定性作用，所以點(diǎn)焊的焊接質(zhì)量控制也非常關(guān)鍵，合格的焊點(diǎn)是保證焊接強(qiáng)度的首要條件，白車身焊點(diǎn)外觀質(zhì)量嚴(yán)重影響車身的安全性能和使用性能。因此，研究分析車身焊接缺陷，以及如何控制焊接缺陷的產(chǎn)生，對(duì)于指導(dǎo)車間生產(chǎn)實(shí)踐來說有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 白車身點(diǎn)焊

電阻點(diǎn)焊是將工件裝配搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。電阻點(diǎn)焊工作過程預(yù)壓、焊接、維持。預(yù)壓階段（如圖1所示），使工件良好接觸，獲得穩(wěn)定接觸電阻，為焊接電流順利工作做必要準(zhǔn)備。焊接階段，焊接電流通過工件，確保形成穩(wěn)定熔核。維持階段，焊接電流切斷，加壓狀態(tài)下冷卻結(jié)晶。

2? 電阻焊接點(diǎn)焊分析

目前汽車車身制件連接大部分采用電阻點(diǎn)焊焊接，大多數(shù)的車身制造廠的點(diǎn)焊焊接采用人工點(diǎn)焊的方式，其主要缺陷為操作一致性控制較差導(dǎo)致。焊點(diǎn)質(zhì)量的重要影響因之一為焊鉗電極與板件的垂直度，電極不垂直直接導(dǎo)致焊點(diǎn)扭曲變形等質(zhì)量缺陷，人工操作無法保證此參數(shù)，特別是表面件焊點(diǎn)更易產(chǎn)生缺陷。

3? 白車身薄板點(diǎn)焊工件搭接要求及焊點(diǎn)質(zhì)量要求闡述

在微車業(yè)白車身焊接中，采用工件搭接點(diǎn)焊，其工件搭接要求要貼合平整，搭接的板材厚度及層數(shù)與焊接參數(shù)有著相關(guān)的技術(shù)要求，嚴(yán)格上講不允許有四層板的搭接，如工藝有需要就必須要有焊接參數(shù)的要求（如雙脈沖、連續(xù)焊接兩次）。工件的搭接點(diǎn)，也就是說焊接焊點(diǎn)的邊寬，它會(huì)根據(jù)焊接電極面做相應(yīng)的要求，常見的為不少于10mm和12mm（因?yàn)樯a(chǎn)常用的有兩種尺寸的電極）。關(guān)于焊點(diǎn)質(zhì)量的要求，主要有：焊點(diǎn)的直徑為6±1mm、焊點(diǎn)熔點(diǎn)呈中心眼圈、焊點(diǎn)的扭曲度不能超過工件平面的15%、焊點(diǎn)與焊點(diǎn)之間的間距不能少于15mm，后兩者是導(dǎo)致焊點(diǎn)脫焊及虛焊和不穩(wěn)定的主要因素，因此在生產(chǎn)中我們要注意的就是如何防止這類質(zhì)量事故的發(fā)生。下面我將結(jié)合本人在實(shí)際工作中處理部分質(zhì)量問題的情況列舉一些范例，供其大家參考。用機(jī)器人及其他自動(dòng)焊接設(shè)備保證焊點(diǎn)質(zhì)量，則成本高，投入大。

3.1 焊點(diǎn)扭曲主要原因

3.1.1 焊鉗與工件不垂直導(dǎo)致

當(dāng)焊鉗電極與工件在焊接過程中兩者不垂直，焊接的焊點(diǎn)成型后呈扭曲不平整，這樣的焊點(diǎn)存在扭曲的概率相當(dāng)?shù)拇螅|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的焊點(diǎn)表面扭曲度不能超過15°，這個(gè)現(xiàn)象在我們生產(chǎn)現(xiàn)場存在很多，這主要是由于設(shè)備的布置和焊接操作受作業(yè)區(qū)域環(huán)境影響，焊接點(diǎn)是存在由上到下或是由下到上，這類現(xiàn)象我們?cè)谶M(jìn)行焊鉗捆綁時(shí)主要做的就是找一中心點(diǎn)來做基準(zhǔn)點(diǎn)，從而出現(xiàn)在焊接時(shí)上點(diǎn)和下點(diǎn)區(qū)的焊點(diǎn)就會(huì)因而產(chǎn)生壓槍和抬槍不到位，導(dǎo)致焊鉗電極與工件在焊接過程中兩者不垂直，焊接電極表面與焊接工件表面接觸點(diǎn)形成傾斜的角度（如圖2所示），焊接時(shí)不能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電極塊與焊接表面的完全貼合，從而出現(xiàn)扭曲、凹凸，焊接的焊點(diǎn)呈扭曲狀況，焊點(diǎn)扭曲度超過15°的概率在85%以上。

結(jié)合圖2所示，可以看出，焊鉗的電極在焊接過程中與工件的垂直度對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量強(qiáng)度有著很大的關(guān)聯(lián)。

3.1.2 無焊接限位所致

在焊接時(shí)，焊鉗電極無固定支撐點(diǎn)和限位，被點(diǎn)焊物件與焊針的平面相對(duì)位置無法有效定位，焊接擺動(dòng)幅度大，被點(diǎn)焊物件需要兩次點(diǎn)焊時(shí)，兩次點(diǎn)焊的焊點(diǎn)位置有較大的隨意性，且兩次點(diǎn)焊的焊點(diǎn)相對(duì)位置無法精確限定，容易出現(xiàn)焊點(diǎn)位置偏移、扭曲，不能滿足質(zhì)量要求，同時(shí)客戶對(duì)于這種問題也比較抵觸抱怨較大，同時(shí)需要進(jìn)行打磨返修，造成返修浪費(fèi)。電極頭具有能夠與被焊工件表面接觸的水平端面，從而能夠?qū)崿F(xiàn)兩水平端面之間的焊接。但是，當(dāng)被焊工件的表面傾斜時(shí)，該結(jié)構(gòu)的電極頭與傾斜表面之間無法完全接觸，導(dǎo)致焊接表面出現(xiàn)焊點(diǎn)凹凸、扭曲，影響焊接質(zhì)量，并導(dǎo)致零部件返修率較高。

3.2 為解決上述技術(shù)問題，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況得出結(jié)論如下

①排查所有平衡器的垂直情況，對(duì)垂直問題提出在捆綁方式上進(jìn)行攻關(guān)。主要是利用一平衡桿的作用，在焊鉗尾部增加一個(gè)合適的平衡器來將焊鉗的大電纜吊起，確保焊鉗處于自然平衡狀態(tài)，再把焊鉗開關(guān)從內(nèi)側(cè)移到外側(cè)，這樣在操作時(shí)焊鉗由于新增加的平衡器的作用，確保了焊鉗在自然的狀況下始終處于一種上下自如的狀態(tài)，確保焊接點(diǎn)是由上到下或是由下到上，這類現(xiàn)象我們?cè)谶M(jìn)行焊鉗捆綁時(shí)主要做的就是找一中心點(diǎn)來做基準(zhǔn)點(diǎn)，確保電極頭具有能夠與被焊工件表面接觸的水平端面，從而能夠?qū)崿F(xiàn)兩水平端面之間的焊接，該建議實(shí)施至今，該處的焊點(diǎn)不再扭曲，從而保證了焊點(diǎn)質(zhì)量的強(qiáng)度，消除了質(zhì)量隱患。

②焊接位置風(fēng)險(xiǎn)高，焊接角度難以控制等問題，針對(duì)這些問題措施：制作一種防焊點(diǎn)扭曲裝置，包括固定件，與固定件連接的連接板，連接板與鈑金件之間設(shè)有表面件;焊接時(shí)增大受力面，防止表面焊點(diǎn)扭曲變形，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)線不合格品，降低返工及設(shè)備成本，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低廉，具體方法如下。

③是制作銅板限位裝置（如圖3所示），銅板利用彈簧式螺桿進(jìn)行固定，并用零件進(jìn)行實(shí)配，確保在焊接過程中銅板與零件貼合有一定的活動(dòng)空間，而不會(huì)由于銅板與零件貼合過緊在焊接時(shí)頂凹零件表面;并利用材料在銅板處制作焊接限位，確保焊接時(shí)焊鉗能在固定支撐點(diǎn)，確保電極不再與車身鈑金件直接接觸而是通過高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的板材增加焊接接觸面積，保證電極與車身鈑金件的受熱面積達(dá)到理想狀態(tài)，能夠有效的提高焊接件焊點(diǎn)外觀質(zhì)量，保證焊點(diǎn)位置統(tǒng)一性，確保焊點(diǎn)平整間距均衡，不凹凸扭曲，節(jié)約焊接調(diào)試過程中產(chǎn)生的成本。

④在拼臺(tái)上制作焊接限位裝置（如圖3所示），限位裝置為焊鉗的下電極桿或者彎電極上固定兩塊連接板，連接板之間設(shè)有限位塊，限位塊上設(shè)有橫向分布的調(diào)節(jié)槽，鎖緊螺栓穿過調(diào)節(jié)槽鎖緊兩塊連接板，由于采用上述結(jié)構(gòu)，該限位器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）幫助操作人員更好的控制焊點(diǎn)的位置，提高焊接的質(zhì)量;

2）體積小，能靈活運(yùn)用于各種型號(hào)的C型焊鉗;

3）能夠根據(jù)調(diào)節(jié)槽靈活調(diào)節(jié)焊點(diǎn)的位置。

限位器對(duì)被點(diǎn)焊物件進(jìn)行限位，從而使得在點(diǎn)焊時(shí)精確限定焊點(diǎn)位置，使在焊接時(shí)焊鉗能有固定支撐點(diǎn)，保證焊點(diǎn)不偏移，有效避免焊點(diǎn)位置不正，確保焊接電極桿與工件角度垂直，消除焊點(diǎn)扭曲，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高點(diǎn)焊效率，改善點(diǎn)焊品質(zhì)。

4? 結(jié)論

回顧焊點(diǎn)扭曲問題的解決，問題的解決措施方案可操作性能效率高、成本低、實(shí)施容易，且對(duì)問題的抑制有著很大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙顯陽.白車身裝焊夾具的設(shè)計(jì)及點(diǎn)焊機(jī)器人的焊接仿真[J].電子科技大學(xué)，2007.

[2]李靜.低碳鋼薄板電阻點(diǎn)焊溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬[D].燕山大學(xué)，2008.

[3]鄭海.大網(wǎng)格非等徑焊網(wǎng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].蘭州理工大學(xué)，2010.