汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊工藝參數(shù)的優(yōu)化

劉愛(ài)君

摘要：本文主要介紹了正確選取點(diǎn)焊工藝參數(shù)，提高點(diǎn)焊質(zhì)量的方法。點(diǎn)焊工藝參數(shù)的確定與優(yōu)化步驟包括：根據(jù)所焊材料厚度從標(biāo)準(zhǔn)中選取焊接規(guī)范；對(duì)焊接規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)觀察焊接過(guò)程、焊點(diǎn)外觀以及試片試驗(yàn)的結(jié)果優(yōu)化參數(shù)；最終通過(guò)點(diǎn)焊拉力試驗(yàn)確定所選參數(shù)的合理性及可行性。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)焊；焊接規(guī)范；工藝參數(shù)；焊接試驗(yàn)

1引言

電阻點(diǎn)焊作為焊接科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，在航空航天、能源電子、汽車(chē)車(chē)輛等方面都有廣泛的應(yīng)用。特別是在汽車(chē)制造領(lǐng)域，電阻點(diǎn)焊是白車(chē)身裝配焊接的最主要方式，占據(jù)焊接總數(shù)的95%以上。因此電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的好壞對(duì)車(chē)身裝配焊接質(zhì)量以及投資成本的控制有著重要的意義。

電阻點(diǎn)焊是使工件處在一定電極壓力作用下并利用電流通過(guò)工件時(shí)所產(chǎn)生的熱量將兩工件之間的解除面熔化而實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。電阻點(diǎn)焊焊接工藝參數(shù)主要包括焊接電流、電極壓力和焊接時(shí)間，需要按照所焊材料的性質(zhì)、板厚以及所用設(shè)備特點(diǎn)等進(jìn)行選取。點(diǎn)焊工藝參數(shù)的合理化是保證焊接質(zhì)量的重要條件。

2點(diǎn)焊工藝參數(shù)試驗(yàn)

2.1點(diǎn)焊工藝參數(shù)

卡車(chē)車(chē)身焊接所用材料為低碳鋼，不同部位所用的鋼板厚度不同，為滿(mǎn)足不同焊接位置和不同厚度材料的需求選取相應(yīng)型號(hào)的懸掛電焊機(jī)及焊接規(guī)范。本文以外觀面薄板焊接及非外觀面厚板焊接為例對(duì)點(diǎn)焊工藝參數(shù)的確定方法進(jìn)行說(shuō)明。

地板縱梁焊接作為非外觀面厚板焊接的示例定為例，所用焊鉗型號(hào)為UX-C2593，焊接板厚3*3mm。

根據(jù)企業(yè)點(diǎn)焊技術(shù)條件中所確實(shí)的點(diǎn)焊工藝規(guī)范選取合適的規(guī)范。焊接參數(shù)應(yīng)為：焊接電流12800A，焊接時(shí)間50周波，焊接壓力5000N。

由于實(shí)際生產(chǎn)中存在諸多的變量例如設(shè)備因素、焊接材料狀態(tài)等，焊接參數(shù)的選取往往不能以點(diǎn)焊工藝規(guī)范作為唯一依據(jù)。需要在規(guī)范的基礎(chǔ)上對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整配合鑿檢試驗(yàn)、拉力試驗(yàn)等手段確定最為合理的焊接工藝以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，提升焊接質(zhì)量。

2.2焊接試驗(yàn)

制作試件進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行評(píng)定。試驗(yàn)包括拉力試驗(yàn)和試片試驗(yàn)。拉力試驗(yàn)設(shè)備WGW-50焊接拉力試驗(yàn)機(jī)，試片試驗(yàn)設(shè)備為臺(tái)鉗和鑿子。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)示例中板厚為3mm，故B值應(yīng)為25mm。焊接如表1所示參數(shù)條件下的樣件，數(shù)量5件。

3試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1點(diǎn)焊工藝參數(shù)的確定

示例：焊接電流12800A，焊接時(shí)間50周波，焊接壓力5000N。以上工藝參數(shù)中焊接壓力5000N需要的進(jìn)氣壓力為5000/5179.3=0.96MPa，而設(shè)備的最大進(jìn)氣壓力僅為0.6MPa，因此將焊接壓力調(diào)整為3000N進(jìn)行試驗(yàn)。

調(diào)整壓力后進(jìn)行試焊發(fā)現(xiàn)焊接過(guò)程中存在較大的焊接飛濺。焊接飛濺大說(shuō)明輸入能量相當(dāng)大，但是飛濺后將引起下一周波電極間壓力降低，這將導(dǎo)致焊點(diǎn)熔核尺寸減小，焊點(diǎn)強(qiáng)度降低。也就是說(shuō)當(dāng)電流過(guò)大引起飛濺甚至是多次飛濺時(shí)，點(diǎn)焊過(guò)程中實(shí)際用于形核的能量是非常少的。此外該參數(shù)下點(diǎn)焊后，焊點(diǎn)表面過(guò)熱，焊點(diǎn)直徑粗大發(fā)黑，這是由于焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、電流過(guò)大引起的。此時(shí)焊點(diǎn)直徑表面粗大，但是實(shí)際熔核面積卻較小。焊核組織、熱影響區(qū)和焊核周邊的母材發(fā)生了不同程度的過(guò)燒，導(dǎo)致焊接接頭力學(xué)性能下降明顯。

因此對(duì)該處焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后，當(dāng)焊接參數(shù)為：焊接電流10500A，焊接時(shí)間12周波，焊接壓力2700N時(shí)，觀察焊點(diǎn)外觀質(zhì)量較好。在該參數(shù)下進(jìn)行試片試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示：試片一邊出現(xiàn)圓孔，另一邊有完整的凸臺(tái)，符合優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2點(diǎn)焊拉力試驗(yàn)

在生產(chǎn)過(guò)程中，焊接參數(shù)不會(huì)是一個(gè)固定值而是在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)的，從而在不同條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品件最佳的焊接。

在上一步的試驗(yàn)中已經(jīng)基本確定了示例的工藝參數(shù)，為了驗(yàn)證一定參數(shù)范圍內(nèi)焊接的可行行，按照表2所示參數(shù)在WGW-50焊接拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示（表2中拉力大小表示5件試件所測(cè)的拉力的平均值）。

依據(jù)QZZ3005.1997《點(diǎn)焊技術(shù)條件》，板厚3mm單個(gè)焊點(diǎn)拉剪強(qiáng)度≥13300N判定為焊點(diǎn)合格。

故最終可以確定示例焊接參數(shù)為：焊接電流10000-11000A，焊接時(shí)間12-13周波，焊接壓力2500-3000N。

4結(jié)語(yǔ)

點(diǎn)焊工藝參數(shù)的合理選取可以提高焊接強(qiáng)度，改善點(diǎn)焊外觀質(zhì)量。點(diǎn)焊參數(shù)選取過(guò)程應(yīng)首先根據(jù)焊接材料的料厚對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)選取，完成初步選擇后觀察焊接過(guò)程、焊點(diǎn)外觀以及進(jìn)行試片試驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化，焊接過(guò)程飛濺大、焊點(diǎn)過(guò)燒等的出現(xiàn)應(yīng)考慮減小焊接電流及焊接時(shí)間。合理的點(diǎn)焊工藝參數(shù)所焊試片進(jìn)行試驗(yàn)后應(yīng)出現(xiàn)一邊圓孔，另一邊有完整的凸臺(tái)的情形。最后通過(guò)點(diǎn)焊拉力試驗(yàn)確定最終的焊接工藝參數(shù)范圍。