IQR焊接模式在試制車間的應用

趙洲洋，魏健，呂鋒，任建新

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IQR焊接模式在試制車間的應用

趙洲洋，魏健，呂鋒，任建新

（華晨汽車工程研究院車身試制車間，遼寧 沈陽 110141）

白車身試制是汽車研發過程中的重要階段，焊點質量直接決定白車身質量。文章使用IQR焊接模式進行電阻點焊試驗，根據對焊點檢測結果和試驗數據的分析，驗證此模式在試制車間應用的可行性，并得出此模式下電流及板厚對焊核直徑的影響。

白車身試制；IQR焊接模式；應用

前言

電阻點焊作為白車身焊接工藝的重要組成部分，直接決定了白車身的質量，并影響了整車的裝配精度和使用壽命。對一輛中小型車來說，白車身上焊點就有4000-6000個，分布在側圍、地板和頂蓋等部位，這幾千個焊點的質量直接影響了白車身的各項指標，如強度、抗沖擊性和力學穩定性等[1-2]。車間裝焊現場同一個工位焊接總成會對不同材料、強度、厚度的兩層板或三層板進行焊接，試制階段更是需將白車身所有焊點由十幾把焊鉗來完成。試制階段主要工作是進行生產驗證，需要在保證焊點質量的同時盡量節約成本、提高效率。本文通過試驗，驗證了IQR焊接模式在試制車間的可行性。

1 試驗材料及方法

試驗試板選取為DC03鋼板，其化學成分如表1所示；試板尺寸分別是100mm x 30mm x 0.7mm和100mm x 30mm x1.5mm。試驗采用NIMAK公司一體化焊鉗，配套C型焊鉗（CHN41/HCQC/130MF/750-10003）進行焊接。

表1 試驗用鋼板的化學成分/%

表2 試驗參數與試板編號

試驗采用系統內設1號、2號、3號程序，分別對兩種厚度鋼板組合進行二、三層電阻點焊，具體參數及完成后試板編號如表2所示。

試驗過程中通過中央計算機系統屏幕的顯示記錄電流、電壓、焊接時間、電阻等參數，數據記錄及焊接過程中各個參數的曲線變化如圖1所示。

圖1 焊接參數顯示

試驗結束后，采用RSWA-F1型點焊分析儀對每個試板的焊點進行檢測。其原理是應用了獨特的多通道超聲波矩陣傳感器技術，從焊點表面和焊核內部收集數據，通過特殊的算法形成焊點內部結構圖像，并在屏幕上實時顯示出來。根據屏幕顯示記錄焊核直徑、壓痕深度，如圖2所示，右圖中虛線部分圈內為檢測的焊核直徑。

檢測結束后，采用焊點撕裂工具對試板進行撕裂試驗，觀察其斷裂方式。

圖2 焊核檢測顯示

2 結果與討論

2.1 焊核檢測分析

根據焊點檢測儀檢測結果，12組試板的焊核直徑和壓痕深度如表3所示，均在理論計算焊點合格尺寸范圍內，即試驗試板焊點全部合格。

表3 焊點的焊核直徑和壓痕深度

2.2 撕裂檢測分析

不同的斷裂機制可直接影響焊點的力學性能。Pouranvari[5]提出焊點在拉剪載荷下共有三種斷裂模式：（1）界面斷裂，即斷裂路徑沿熔核中心擴展；（2）拔出斷裂，通常發生在一側板的母材和熱影響區中，然后沿熔核周圍擴展；（3）混合斷裂，又稱部分界面斷裂，即沿熔核擴展，但在擴展過程中斷裂路徑轉變到熔核內部。

圖3 撕裂后試板

本試驗12組試板經撕裂檢測，焊點斷裂結果均為拔出斷裂，撕裂后試板如圖3所示。發生拔出斷裂的焊點在受力過程中具有更大的塑性變形和更高的能量吸收率[6]，其力學性能優于其他兩種，因此在工業生產中更傾向于獲得拔出斷裂模式的焊點。即本次試驗檢測焊點均為合格優質焊點。

2.3 焊接過程檢測分析

2.3.1 IQR自適應焊接模式

IQR(Intelligent Quality Regulator)是一種聯機自適應調節器，用于改善焊接質量[7]。在生產過程中基于內在的智能仿真規律調節線路。IQR自適應調節原理是利用動態電阻與點焊焊核生成之間的關系，跟蹤電阻曲線，強制該焊點在形成過程中的動態電阻按照合格焊點的動態電阻曲線發展，從而保證每個焊點的質量。其主要是根據材料的實際情況，如表面不平度、表面雜質、鈑金件的電阻率和鈑金件的厚度等自動調節焊接電流上升截止時間。即使在白車身上有諸多不同搭接焊點，自適應焊接系統在理論上也可以完全保證每個焊點焊接質量的穩定性。

2.3.2參數分析

圖4 焊核直徑與點焊電流變關系

3 結論

IQR焊接模式根據動態電阻的變化自適應調節點焊工藝參數，節省了時間，同時保證了每個焊點的質量穩定，滿足實際生產的需要。

焊核直徑隨點焊電流的增大而增大；對于二、三層薄板電阻點焊，板厚對焊核直徑的影響要大于薄板層數。

[1] 馬鴻龍,任建新,杜紫微,等.白車身試制階段車身質量的控制[J]. 汽車實用技術, 2018(3):132-133.

[2] 魏健,趙洲洋,任建新,等.超聲波檢測在試制白車身焊接中的應用[J].汽車實用技術,2018(20):223-225.

[3] 陳樹君,王超,于洋,等.熱沖壓高強鋼伺服點焊工藝[J].焊接技術, 2012, 41(3):19-22.

[4] 劉興剛.電阻點焊焊點壓痕深度的預測模型[D].蘭州理工大學, 2011.

[5] 劉思源,王朗,孔諒,等.先進高強鋼電阻點焊接頭斷裂模式的研究進展[J].電焊機, 2017, 47(4):1-7.

[6] 肖智杰,曾凱,何曉聰,等. DP590雙相鋼點焊接頭的正交試驗及超聲檢測分析[J].材料科學與工藝, 2018, 26(2):21-26.

[7] 王智廣.試制車間中的IQR與中頻焊鉗技術[J].汽車制造業, 2006: 39-40.

Application of IQRwelding mode in Prototype Shop

Zhao Zhouyang, Wei Jian, Lv Feng, Ren Jianxin

( Brilliance Auto R&D Center (BARC) Body Prototype Shop, Liaoning Shenyang 110141 )

BIW Prototype is an important step in automobile research and development, the quality of welding spot directly determines the quality of BIW.In this paper, resistance spot welding experiment is carried out by using IQR welding mode. According to the analysis of test results and data of welding spot, the feasibility of applying this mode in prototype shop is verified, and the influence of current and plate thickness on the diameter of welding spot under this mode is obtained.

BIW Prototype;IQR welding mode; Application

A

1671-7988(2019)03-193-03

U466

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1671-7988(2019)03-193-03

U466

趙洲洋，就職于華晨汽車工程研究院，工程師，碩士，研究方向為白車身試制。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.064