螺柱焊在焊接過程中的質量控制

韋學敏

摘 要：螺柱焊在汽車工業的生產中，探討其實際的操作方法，以及在焊接時的一些焊接工藝方案、關鍵方法和質量檢查方法，使得在實際的工作中遇到這樣的焊接時，能保證順利施焊的同時確保焊接質量，這樣可以得到一個有效的支持和幫助。

關鍵詞：螺柱焊;過程控制 ;質量檢查

1 螺柱焊簡述

隨著現代汽車工業的發展，螺柱焊系統在滿足和實現當代造車理念上起著舉足輕重的作用，這可將許多巧妙的設計轉化成易于制造的工藝。將螺柱或類似的其他緊固件通過電弧熔化金屬的途徑焊于工件上的方法統稱螺柱焊。

2 螺柱焊的焊接過程簡介

螺柱焊焊接過程由以下5個主要階段構成。

（1）焊接工藝的前提條件是焊接螺柱接觸工件表面，以便焊接回路隨著啟動命令的發出，通過螺柱和工件表面形成電氣短路。

（2）起始電流穩定后，焊槍的回程機構使螺柱離開工件，引燃起始電流的電弧。

（3）起始電流階段結束之后接通主焊接電流，它將強化電弧，使得螺柱端面和工件表面溶化。

（4）電弧在工件上以及螺柱端面生成一個溶池過程中，回程磁鐵線圈斷電，螺柱這時將被壓力彈簧壓入溶池。

（5）隨著螺柱浸入溶池，電弧熄滅，使得均勻得融體凝固，并且焊槍可以在焊接電流關斷之后離開螺柱。

3 影響螺柱焊質量的主要因素

產生螺柱焊虛焊、焊穿、偏弧的原因是多種多樣的，主要有以下幾個方面：（1）螺柱焊機選型不合適;（2）焊裝工裝夾具設計不合理;（3）焊接工藝參數設置不正確;（4）焊接螺柱存在質量問題;（5）設備維護不到位和操作人員操作不當。

3.1 關于螺柱焊機的選型問題

螺柱焊接技術是將金屬螺柱或者類似的緊固件（如栓釘、T型釘、保溫釘及V型釘等）快速焊接在板件或者管件上用以形成T形接頭的方法。實現螺柱焊接的方法多種，比如用電阻焊、摩擦焊、爆炸焊、電弧焊和電弧螺柱焊等。

早期大部分都是采用電阻焊和電弧焊，隨著汽車工業的發展和電弧螺柱焊接技術的不斷發展，目前在白車身的生產中使用最多的是電弧螺柱焊焊接技術，它具有快速、可靠、操作簡單和生產成本低等優點。

3.2 焊裝工裝夾具設計、制造和安裝不合理

工裝夾具設計、制造和安裝不合理，是造成螺柱焊機虛焊、焊穿、偏弧的重要原因之一，具體表現為：（1）工裝夾具的導向孔過大，導致螺柱焊槍不能與工件焊接面垂直;（2）工裝夾具的導向孔本身不能與工件的焊接面垂直，使得焊槍不能與工件焊接面垂直;（3）工裝夾具沒能對焊接工件進行有效支撐，使得焊槍下落時導致工件變形等。

3.3 焊接工藝參數設置不正確

螺柱焊焊接工藝參數對焊接質量的影響：

螺柱焊焊接工藝參數主要包括焊接電流、焊接時間、焊接引弧電流、引弧電流時間、焊槍的提升高度（拉弧距離）等。

焊接電流和焊接時間的大小與焊接螺柱端面直徑成正比，與焊接板材厚度也是正比例關系，母材增厚，就要相應增加焊接電流和焊接時間。

但焊接電流與焊接時間成反比，在焊接的螺柱直徑和母材厚度一定的條件下，焊接電流越大，則焊接時間越短，反之亦然。

引弧電流和引弧電流時間的關系與焊接電流和焊接電流時間的關系相同。

3.4 焊接螺柱存在質量問題

問題拉弧螺柱焊焊釘焊接端部都要求帶有7度的錐度，

其作用是有利于引燃焊接電弧，并可保證焊接電弧從螺柱的中心向螺柱的周圍擴散，也有利于排除電弧中的空氣，防止熔池鐵水氧化。加強對螺柱的質量監控，可減少螺柱焊的虛焊率。

螺柱常出現的質量問題主要有：（1）螺柱所用材質與母材相差較大，導致螺柱和母材之間不相融合;（2）螺柱焊接面的弧度過大或過小，導致弧壓過高或引弧不足;

（3）每個螺柱的尺寸相差較大，導致螺柱自動輸送困難或裝夾不能到位等。如果螺柱存在上述問題，將會嚴重影響焊接質量。因此，必須選擇正規的螺柱焊釘供應廠家，并定期和不定期對焊釘進行抽查，確保焊釘的材質和規格符合產品的工藝要求。

3.5 設備維護不到位和操作人員操作不當

做好設備的維護工作，使設備始終處于良好的工作狀態，是焊接質量的可靠保證。設備維護包括日常維護和班前維護。日常維護包括：定期和不定期檢查設備的運行狀態;對于需要更換的易損件及時更換;對設備的表面進行清潔等。班前維護包括：

①每班工作前，必須認真檢查螺柱焊機的各項參數設置是否發生變化，以保證參數設置的準確性;

②檢查焊槍的各個部分是否正常，導電夾頭、防飛濺套等易損件是否需要更換;

③清理干凈防飛濺套內的焊渣;

④第四、檢查焊槍的提升距離是否需要調整;

⑤檢查導電夾頭是否居中;

⑥如果是自動送料的，要用手動方式檢查自動送料系統是否正常;

⑦檢查送料機料箱中是否需要添加螺柱;

⑧檢查被焊接工件表面是否存在油污，如果油污過大，需要用布擦干凈。

4 螺柱質量的過程控制和質量檢查

4.1 工藝過程控制

（1）精確設置焊接參數：車身板材厚度、螺柱位置等，都是在設置參數時應當考慮的問題。

（2）保證焊接回路的通暢和連接的可靠，盡量使焊接處與地線靠近，減少中間過渡環節。

（3）盡量保持焊接表面的清潔，當表面有油污時，由于反饋的焊接電壓比正常的值高，焊接自適應系統會將電流相應提高，但畢竟有一個滯后過程和范圍。

（4）定期對焊槍支撐彈簧進行檢查，有磨損或者是超出疲勞極限及時更換。

4.2 質量檢查

（1）目視檢查 ? 對于T形螺柱、帶法蘭的螺柱，其焊接質量可以通過目視檢測螺柱底端焊縫外觀形狀來判斷焊接的質量，如圖7所示。

圖7a所示是一個合格的螺柱焊縫，其角焊縫均勻，成形連續且熔合好。

圖7b所示為虛焊，表明螺柱沒有完全插入熔池。這種情況應檢查焊槍槍頭是否出現問題，焊槍的頂桿彈簧是否超出疲勞強度和焊頭滑動是否自如。

圖7c所示表明焊接熱量不足。解決的途徑是檢查夾頭與防飛濺套的位置是否等于1.2mm，是否所有導線接點可靠，以確保電流的順利導通，同時可根據情況增加焊接電流或焊接時間。

圖7d所示表明熱量過高。在確保夾頭位置正確的前提下，可降低焊接電流或焊接時間。

圖7e所示表明螺柱傾斜，只有局部的焊縫。通過矯正焊槍位置，使其與焊接表面垂直即可解決。

圖7f所示表明接頭一側焊縫堆積而另一側沒有焊縫。這是由于電弧偏吹所致，可通過改變接地方式和位置來解決。

（2）非破壞檢查

使用錘子對螺柱進行檢測，用錘子在螺柱上左右輕輕的敲打，檢查螺柱是否有脫焊現象，如果螺柱在檢查時無斷裂和焊縫開裂，該螺柱為合格。

先進的螺柱焊接生產系統結合有效的焊接質量控制程序，為汽車柔性生產工藝和生產高質量的轎車提供了有力的保證。

作者簡介：

韋學敏（1987-），男 ，壯族 ，廣西省柳州市柳江縣人，汽車焊裝工，研究方向：汽車檢測與維修技術、螺柱焊焊接質量過程控制。