螺柱焊在車身焊接工藝中的應(yīng)用研究

張玉超 王昊

摘要：伴隨著我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展，使汽車企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈。如何縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)期，降低成本造價(jià)，是汽車企業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。伴隨著焊接工藝水平的不斷提高，螺柱焊在車身焊接工藝中具有高效率和高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，在焊接工藝中具有廣泛的應(yīng)用。本文筆者對(duì)螺柱焊在車身焊接工藝中的應(yīng)用進(jìn)行研究，為螺柱焊工藝的發(fā)展提供相應(yīng)參考。

關(guān)鍵詞：螺柱焊；車身焊接工藝；應(yīng)用研究

伴隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)汽車密封性的要求也隨之提高，所以汽車企業(yè)在對(duì)車身進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮汽車的密封性問(wèn)題，防止泄漏的情況發(fā)生。想要保證汽車的密封性，就需要在車身結(jié)構(gòu)上避免不必要的開(kāi)口，由于汽車車身是由低碳鋼構(gòu)成的，具有很好的焊接性能，通過(guò)將許多薄板件焊接起來(lái)進(jìn)而組成汽車車身。在焊接的過(guò)程中，螺柱焊接工藝具有速度快、操作簡(jiǎn)便和無(wú)空連接的優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造過(guò)程中取代了柳接、鉆孔和攻螺紋等技術(shù)，并且在汽車車身焊接工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。

一、螺柱焊接工藝的概括

螺柱焊接工藝是一種采用壓力熔焊的焊接方法，在焊接的過(guò)程中，將螺柱的一側(cè)與板件進(jìn)行接觸，等待觸面融化后，對(duì)螺柱施加一定壓力進(jìn)而使焊接完成的方法。螺柱焊接工藝具有熔焊和壓焊兩種特征，并且具有壓力焊和弧焊的屬性。根據(jù)螺柱焊機(jī)工作原理上的不同，將螺柱機(jī)分為拉弧式和儲(chǔ)能式螺柱機(jī)兩種類別。在當(dāng)前的汽車行業(yè)中，廣泛應(yīng)用的焊接工藝是短周期拉弧式螺柱焊機(jī)工藝。

二、螺柱焊接工藝的工作原理

由于不同的螺柱焊機(jī)工作原理的不同，在通常情況下，拉弧式螺柱焊機(jī)所使用的是晶閘管，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)弧焊整流器的控制。一些先進(jìn)的拉弧式螺柱焊機(jī)的電源，采用的是逆變式電源為焊接提供能源。在焊接的過(guò)程中，通過(guò)提高焊槍的磁力，使螺柱上升，并且使其和焊接工件分離開(kāi)來(lái)。與此同時(shí)，在螺柱和焊接工件之間施加電壓，使螺柱和焊接工件之間引出電弧，促使工件融化，進(jìn)而達(dá)到焊接的目的。在螺柱提升到預(yù)定溫度時(shí)，在工件之間施加焊接電壓，在焊接時(shí)間達(dá)到預(yù)計(jì)時(shí)間后，再切斷焊接電壓。螺柱焊接工藝對(duì)于其他焊接工藝來(lái)說(shuō)具有很多優(yōu)點(diǎn)，由于螺柱焊接工藝的功率較大，在批量生產(chǎn)的過(guò)程中，具有很高的生產(chǎn)效率，而且螺柱焊接工藝具有非常簡(jiǎn)單的施工工藝，不需要進(jìn)行穿孔和調(diào)整的工序。使用螺柱焊接工藝大大縮短了生產(chǎn)時(shí)間，而且所焊接的工件具有較高的質(zhì)量，不需要進(jìn)行調(diào)整，使生產(chǎn)成本也相應(yīng)的降低。而且螺柱焊接技術(shù)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，使用螺柱焊接技術(shù)進(jìn)行焊接的工件都具有較高的質(zhì)量，使廢品率得到降低，而且螺柱焊槍的類型有很多種類型，在材料和設(shè)備方面都具有較低的費(fèi)用。

三、螺柱焊接工藝的參數(shù)

拉弧式螺柱焊接的參數(shù)有焊接時(shí)間、引弧時(shí)間、螺柱提升高度、焊接電流、螺柱伸長(zhǎng)和送釘時(shí)間等。其中焊接電流、提升高度、焊接時(shí)間和螺柱伸長(zhǎng)度是拉弧式螺柱焊接工藝中的四個(gè)重要組成參數(shù)，在實(shí)際的工作中，需要根據(jù)螺柱的型號(hào)、規(guī)格和工件的材質(zhì)、厚度進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，在進(jìn)行多次試焊后，調(diào)整出合適的工藝參數(shù)。焊接電流主要通過(guò)螺柱的直徑進(jìn)行控制，焊接的時(shí)間與焊接電流形成焊接輸入熱量，并且進(jìn)行相互配合，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的靈活性。螺柱的提升高度也是決定焊接質(zhì)量的重要參數(shù)，通過(guò)高度的提升，能夠很好的解決在熔滴過(guò)渡時(shí)，因短路所引起的焊接成型不良問(wèn)題，但是高度的提升也容易導(dǎo)致磁偏吹現(xiàn)象，還會(huì)使焊縫氣孔的數(shù)量增加，導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。螺柱伸出長(zhǎng)度通常為1.2毫米，其作用時(shí)是方便螺柱和工件之間的接觸。而引弧電流和引弧時(shí)間這兩個(gè)參數(shù)僅出現(xiàn)在短周期拉弧式螺柱焊接中，具有清除工件表面油污的作用。

四、螺柱焊接工藝中需要注意的事項(xiàng)

在螺柱焊接過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：在接通焊機(jī)電源和壓縮空氣的過(guò)程中，需要檢查焊接電纜是否進(jìn)行可靠的連接；檢查送料機(jī)中螺柱的數(shù)量是否正常；種類規(guī)格和送釘情況是否正常；在焊接的過(guò)程中，需要保持焊槍與工件表面角度的垂直，如果角度出現(xiàn)偏差情況，需要及時(shí)采取措施對(duì)其進(jìn)行調(diào)整；需要定期檢查螺柱夾持器的情況，如果有發(fā)現(xiàn)損毀的情況，需要及時(shí)進(jìn)行更換；定期將防護(hù)套內(nèi)壁中的焊接飛濺物進(jìn)行清理，并且還要將工件表面的焊接飛濺物同時(shí)進(jìn)行清理；在進(jìn)行焊接工作的人員需要受到過(guò)專門的訓(xùn)練和具有良好的專業(yè)技能，明確焊機(jī)的使用和維護(hù)的方法，了解工藝參數(shù)的選擇原則，在需要時(shí)能夠和設(shè)備調(diào)整人員對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

五、螺柱焊接質(zhì)量的測(cè)評(píng)

對(duì)螺柱焊接質(zhì)量的測(cè)評(píng)方面包括：焊接螺柱的數(shù)量、位置、種類、規(guī)格和焊接強(qiáng)度等。不能出現(xiàn)燒損、螺柱傾斜、未熔合的情況，使焊接強(qiáng)度能夠滿足工藝的需求。對(duì)螺柱的位置、數(shù)量和規(guī)格方面，都需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行焊接。通過(guò)使用肉眼進(jìn)行外觀檢查，查看接頭處是否有未熔合、裂紋、無(wú)氣孔等缺陷；在螺柱根部的焊縫工作是否連續(xù)進(jìn)行；螺柱與工件表面角度情況；在螺柱規(guī)格、種類、數(shù)量、位置方面都需要符合設(shè)計(jì)的要求。在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，可以使用手錘對(duì)焊接螺柱進(jìn)行檢查，在錘擊檢查完畢后，需要使用CO2焊進(jìn)行補(bǔ)焊加強(qiáng)工作。使用錘子對(duì)帶頂帽的螺柱進(jìn)行彎曲傾斜實(shí)驗(yàn)，在傾斜角度不小于150時(shí)，并且沒(méi)有出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的開(kāi)裂即可視為合格。使用專業(yè)的檢查裝置對(duì)螺柱進(jìn)行拉伸檢查，當(dāng)螺柱的受力達(dá)到要求的檢查拉力時(shí)，如果焊接接頭沒(méi)有被破壞，則證明焊接強(qiáng)度符合相應(yīng)要求。對(duì)于安裝力矩要求的焊接螺柱，需要使用測(cè)力矩扳手進(jìn)行相應(yīng)的檢查，在螺柱被加載1.5倍的安裝力時(shí)，接口處不開(kāi)焊即可視為合格。在檢查完帶帽螺柱后需要將螺帽松開(kāi)，在使用力矩扳手將螺帽擰緊，避免在對(duì)車身進(jìn)行上漆的過(guò)程中，油漆滲透到螺柱螺紋和螺帽的間隙之中，影響焊接的質(zhì)量。

六、總結(jié)

伴隨著我國(guó)焊接工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，螺柱焊接工藝技術(shù)得以在汽車行業(yè)中廣泛使用，在有效的提高汽車質(zhì)量的同時(shí)，很好的解決了客戶所擔(dān)心的密封性問(wèn)題，螺柱焊接在車身焊接工藝中的應(yīng)用可以提高企業(yè)生產(chǎn)的效率，降低成本造價(jià)的作用。伴隨著汽車企業(yè)對(duì)汽車車身的要求不斷提高，螺柱焊在車身焊接工藝中廣泛應(yīng)用同時(shí)，也向著自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。

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