提高電阻焊產(chǎn)品質(zhì)量的措施

房志彬

摘 要：工藝認(rèn)證是用試樣模擬產(chǎn)品，認(rèn)證焊接過程的有效性，為達(dá)到此目的，需要試樣的焊接過程和產(chǎn)品的焊接過程一致，并著重介紹了影響焊接過程的幾個(gè)重要參數(shù)：焊接設(shè)備、焊接材料和狀態(tài)、裝配、焊接參數(shù)等幾個(gè)主要方面。對(duì)特殊過程的質(zhì)量保證有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：電阻焊；工藝認(rèn)證；一致性

電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。電阻焊因其輔助工序少、無須添加焊接材料等優(yōu)點(diǎn)并易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，具有很高的生產(chǎn)效率，在汽車、航空、電子行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。電阻焊在焊接過程中，母材局部快速加熱和冷卻，使金屬達(dá)到原子間結(jié)合，期間會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，過程的不易控制易造成結(jié)果的不確定，必須進(jìn)行有效的控制，避免隱性問題影響產(chǎn)品質(zhì)量。而與此同時(shí)，電阻焊產(chǎn)品焊接過程不可見，且其難以靠無損檢測手段直接分析焊接結(jié)果，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要反復(fù)采用破壞性的檢測方法檢測，無形中增加了企業(yè)的成本。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)通過焊接參數(shù)認(rèn)證，初步形成了用試片代替產(chǎn)品進(jìn)行破壞性試驗(yàn)的思路，但因其沒有系統(tǒng)地考慮焊接過程的一致性，其質(zhì)量穩(wěn)定性受到質(zhì)疑，我廠參照國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提出了工藝認(rèn)證的控制方法，系統(tǒng)地提出用試樣代替產(chǎn)品后，模擬產(chǎn)品的整個(gè)焊接過程來認(rèn)證焊接過程的有效性，對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的保證有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，受到質(zhì)量部門的認(rèn)可。

1 工藝認(rèn)證的定義

電阻焊工藝認(rèn)證是通過試樣代替產(chǎn)品進(jìn)行焊接，判定焊接設(shè)備在結(jié)合具體的焊接工藝和其他特定條件的情況下，是否能夠在規(guī)定的金屬材料上焊接符合規(guī)范要求的電阻焊結(jié)果，并固化焊接工藝和焊接條件后應(yīng)用到產(chǎn)品焊接中。

2 工藝認(rèn)證的原因

1）目前市場上還沒有一款無損檢測器能檢測電阻焊縫的質(zhì)量，要有效檢測焊縫的性能，只有進(jìn)行破壞性檢測。

2）對(duì)于一些大型的、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，通過試樣代替產(chǎn)品進(jìn)行工藝認(rèn)證，可有效節(jié)約成本。

3）對(duì)于成批生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品報(bào)廢或失效造成的損失，遠(yuǎn)比工藝認(rèn)證的成本費(fèi)得多。

3 工藝認(rèn)證的控制重點(diǎn)

電阻焊工藝認(rèn)證的實(shí)質(zhì)，是要達(dá)到“試樣的檢測項(xiàng)目能證明產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，產(chǎn)品的焊接過程能復(fù)制試樣的過程控制”。即“正式生產(chǎn)的零件能夠復(fù)制試樣焊接時(shí)的整個(gè)焊接過程”，兩者在關(guān)鍵參數(shù)上高度地一致。這就要求對(duì)焊接過程中易產(chǎn)生不一致的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行控制，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)和易忽略細(xì)節(jié)把握準(zhǔn)確，避免因過程不一致導(dǎo)致結(jié)果的不同。

要保證試樣的焊接過程和產(chǎn)品的焊接過程一致，需要兩者在焊接設(shè)備、焊接人員、焊接工裝、焊接材料、焊接環(huán)境等焊接工藝和其他特定條件的每個(gè)方面保持相同，而其中的主要參數(shù)有：焊接設(shè)備、焊接材料和狀態(tài)、裝配、焊接參數(shù)等。

3.1 焊接設(shè)備

我國的電阻焊設(shè)備種類很多，按供能類型分，可分為單相工頻焊機(jī)、二次整流焊機(jī)、三相低頻焊機(jī)、逆變式焊機(jī)等，各類焊機(jī)的供熱類型不同，會(huì)產(chǎn)生不同的焊接參數(shù)，比如，三相低頻焊機(jī)的通電時(shí)間精確到1/50秒，而中頻逆變焊機(jī)能精確20倍，能達(dá)到1/1000秒，這兩類設(shè)備的通時(shí)時(shí)間就不能借鑒。相同類型的設(shè)備可能也因?yàn)樵O(shè)備間精度、線路、輸入電源等原因而影響試樣和產(chǎn)品的一致。所以，在工藝認(rèn)證和產(chǎn)品焊接的設(shè)備應(yīng)為同一臺(tái)。

3.2 焊接材料和狀態(tài)

試樣的材料、表面狀態(tài)等應(yīng)與產(chǎn)品一致。

材料的牌號(hào)不同，其物理性能會(huì)有所差別，比如不同的材料、其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也不同，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性越好，在焊接區(qū)產(chǎn)生的熱量就越小，散失的熱量也越多，焊接區(qū)的加熱就越困難。

當(dāng)焊件表面有油污、水分、氧化膜及其他臟物時(shí)，使表面接觸電阻急劇增大，且在很大范圍內(nèi)波動(dòng)，直接影響到焊接質(zhì)量的穩(wěn)定，所以必須進(jìn)行表面清理，現(xiàn)在常用的方法是將產(chǎn)品和試樣一同清理，可基本達(dá)到一致的要求。

3.3 裝配

試樣的裝配組裝時(shí)，應(yīng)盡量使各試片之間正確嚙合，保證每次焊接之前待焊接表面是相互接觸的。這是因?yàn)殡娮韬甘菐毫Φ暮附臃椒ǎ绻b配不良，靠壓力消除間隙將耗去一部分電極力，使焊接壓力降低，造成焊接壓力的波動(dòng)，電極力的變化會(huì)影響表面電阻即影響熱源的強(qiáng)度與分布，使熔核尺寸不一致。

3.4 焊接參數(shù)

焊接參數(shù)主要包括焊接電流、通電時(shí)間和焊接壓力等。

焊接電流是影響焊接熱量的主要因素，由熱量公式可知，熱量與焊接電流的平方成正比，隨著焊接電流的增大，熔核尺寸或焊透率會(huì)增加，正常情況下，焊接電流密度應(yīng)有一個(gè)合理的上下限，低于下限時(shí)，熱量過小，不能形成熔核，高于上限時(shí)，加熱速度過快，會(huì)發(fā)生飛濺，使焊點(diǎn)質(zhì)量下降。

通電時(shí)間是指電流脈沖持續(xù)時(shí)間，它既影響熱量又影響散熱。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，焊接區(qū)析出的熱量除部分散失外，將逐漸積累，用于加熱焊接區(qū)使熔核逐漸擴(kuò)大到所需的尺寸。所以焊接時(shí)間對(duì)熔核尺寸的影響也與焊接電流的影響基本相似，焊接時(shí)間的增加，熔核尺寸也隨之?dāng)U大，但過長的焊接時(shí)間會(huì)引起焊接區(qū)過熱、飛濺和搭邊壓潰等。

焊接壓力對(duì)熔核形成有雙重作用，它既影響熔核的接觸電阻，即影響熱源的強(qiáng)度和分布，又影響電極的散熱和焊接區(qū)塑性變形及核心的致密程度。當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)，增大電極力，則接觸電阻減小，散熱加強(qiáng)，因而總熱量減小，熔核尺寸減小，特別是焊透率降低很快，甚至沒有焊透；若電極力過小，則板間接觸不良，其接觸電阻雖大卻不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)飛濺和燒穿等缺陷。

以上分析可以看出，焊接電流、焊接時(shí)間和焊接壓力等參數(shù)均對(duì)焊接過程有重要影響，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量，在實(shí)際生產(chǎn)中它們之間又相互影響，在工藝認(rèn)證時(shí)，必須對(duì)各參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)定，將其固化后方可用于產(chǎn)品焊接。

在產(chǎn)品焊接時(shí)，也應(yīng)對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，各參數(shù)的波動(dòng)值不允許超過一定的范圍，這樣，就保證了焊接參數(shù)在試樣和產(chǎn)品生產(chǎn)的一致。

電阻焊工藝認(rèn)證不僅局限在焊接領(lǐng)域，認(rèn)證是一種系統(tǒng)化的方法，用來改善工藝和產(chǎn)品質(zhì)量，減少產(chǎn)品報(bào)廢和失效的情況發(fā)生，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力，在其他特殊過程應(yīng)用中也有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳祝年.焊接工程師手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.