淺談單面點(diǎn)焊在車門包邊后焊接的應(yīng)用

陸泳慎，鐘旅健，薛　玲

（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西 柳州545007）

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淺談單面點(diǎn)焊在車門包邊后焊接的應(yīng)用

陸泳慎，鐘旅健，薛玲

（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西 柳州545007）

摘要：汽車車門包邊后、包邊周圈點(diǎn)焊對(duì)車門內(nèi)外、板的緊固起到重要的作用，同時(shí)焊點(diǎn)也極大的影響車門外觀質(zhì)量。通過(guò)理論分析并結(jié)合實(shí)踐，討論在車門包邊周圈點(diǎn)焊工藝上應(yīng)用單面點(diǎn)焊理論進(jìn)行焊接的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)蚊纥c(diǎn)焊；包邊點(diǎn)焊；A面焊點(diǎn)

汽車車門是整車白車身覆蓋件?，F(xiàn)階段中車門的生產(chǎn)工藝一般是：內(nèi)、外板沖壓→內(nèi)板總成焊接→內(nèi)、外板涂膠→內(nèi)、外板包邊→包邊總成補(bǔ)焊→安裝鉸鏈。在生產(chǎn)過(guò)程中，包邊總成往往并未達(dá)到工藝要求的壓緊程度，造成車門內(nèi)外板錯(cuò)動(dòng)，引發(fā)折邊膠膠裂、密封膠失效等問(wèn)題。因此，為防止此類后工序問(wèn)題的發(fā)生，常常在車門包邊總成后增加補(bǔ)焊工序，將內(nèi)外板用焊點(diǎn)固定從而消除內(nèi)外板錯(cuò)動(dòng)。而車門外板面為A類面，且均為弧面狀，極大程度增加焊接的難度，造成焊點(diǎn)表面扭曲無(wú)法返修，嚴(yán)重影響整車外觀品質(zhì)。

單面點(diǎn)焊工藝為電極由工件的同一側(cè)向焊接處饋電，典型的單面點(diǎn)焊方式為單面單點(diǎn)點(diǎn)焊，即不形成焊點(diǎn)的電極采用大直徑和大接觸面以減小電流密度，從而該面無(wú)壓痕、焊痕，外觀質(zhì)量好。為證實(shí)單面點(diǎn)焊的優(yōu)越性，本次采用國(guó)內(nèi)東風(fēng)風(fēng)行某款汽車尾門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

1　焊點(diǎn)位置選擇

車門包邊后點(diǎn)焊，因車門內(nèi)外板型面的關(guān)系，大部面積均存在內(nèi)外板空腔的情況。僅存在包邊區(qū)域內(nèi)外板面完全貼合，故焊點(diǎn)選取的位置常會(huì)在包邊的區(qū)域。本次實(shí)驗(yàn)尾門共需求12個(gè)焊點(diǎn)，位置均為內(nèi)、外板包邊壓緊面上。如圖1所示。

圖1　焊點(diǎn)位置示意圖

2　傳統(tǒng)點(diǎn)焊工藝分析

對(duì)車門包邊圈區(qū)域的焊點(diǎn)，傳統(tǒng)的焊接方式為在車門外板上墊上銅板，使用懸掛焊鉗焊接在車門包邊圈與銅板外端面上（如圖2所示）[1]。

圖2　焊接示意

長(zhǎng)期使用此種焊接方式，車門包邊點(diǎn)焊的A面焊點(diǎn)產(chǎn)生：外板焊點(diǎn)凹陷不平整；焊點(diǎn)虛焊、強(qiáng)度不足，嚴(yán)重影響零件的外觀質(zhì)量。

針對(duì)兩處質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行焊接原理分析，發(fā)現(xiàn)目前使用的焊接方式為雙面點(diǎn)焊，焊接原理如圖3所示，焊鉗上、下電極頭壓緊通電時(shí)，在后背門包邊處會(huì)形成兩組回路電流?；芈冯娏饕粡纳想姌O流向外板-內(nèi)板-外板回到下電極；回路電流二從上電極直接流向外板回到下電極[2]。

圖3　焊接原理解析圖

形成的回路電流（見圖4），上、下兩電極加壓通電時(shí)，會(huì)形成兩組分流，由于回路一電阻大，通過(guò)的電流就小，而回路二電阻小，通過(guò)電流就大。根據(jù)焊接工藝中，電流通電產(chǎn)生的熱量公式Q=I2Rt（I為電流，R為電阻，t為通電時(shí)間）可知，當(dāng)電流I減小，電阻R、通電時(shí)間t不變時(shí)，通電加熱產(chǎn)生的熱量就小，導(dǎo)致工作電阻熔接不牢固。若增大總輸出電流，工作電流同時(shí)增大，分流電流相應(yīng)增加，容易導(dǎo)致外板擊穿[3]。

圖4　焊接回路電路圖

3　單面點(diǎn)焊工藝分析

為阻斷外板分流，集中內(nèi)板電流，將傳統(tǒng)的電流正/負(fù)極分開，采用單一電極接外板，另一電極接上內(nèi)板，使主電流回路在內(nèi)/外板流通，增大工作電流，減弱分流電流（如圖5所示）。

圖5　單面點(diǎn)焊原理圖

上、下電極夾緊包邊區(qū)域處零件，下端外板外觀面通過(guò)墊板配合，墊板與下部導(dǎo)電銅板連接，中間夾絕緣墊板，使墊板與銅板形成絕緣，由此，阻隔了上、下電極直接連通零件而形成的回路。焊接工作時(shí)，電流從上、下電極一端初始流入，通至車門包邊面上的外板面，形成兩處電流回路，次電流（即通過(guò)三層板電流）因電阻過(guò)大非常小，可忽略不計(jì)；主電流（即大電流）通過(guò)外板面流入內(nèi)板，流向與內(nèi)板搭接的導(dǎo)電銅板2，銅板2通過(guò)導(dǎo)電電纜連接至與另一端電極配合的導(dǎo)電銅板1，并隨電極流入形成回路，焊點(diǎn)則存在車門外板的包邊面與內(nèi)板間[4]。

4　實(shí)踐應(yīng)用

針對(duì)圖1的焊點(diǎn)使用單面點(diǎn)焊方式進(jìn)行焊接改造，共12個(gè)焊點(diǎn)，使用8塊墊板。墊板通過(guò)NC加工與焊點(diǎn)處外板型面匹配研合，當(dāng)電極頭壓至尾門包邊外板面時(shí)，下部與墊板接觸的型面不會(huì)產(chǎn)生凹點(diǎn)，形成外觀問(wèn)題。通過(guò)懸掛C型焊鉗對(duì)零件包邊處進(jìn)行焊接，焊鉗靜臂放置在車門包邊面上的焊點(diǎn)所在位置處，焊鉗動(dòng)臂焊接到導(dǎo)電銅板。導(dǎo)電銅板與尾門內(nèi)板通過(guò)電纜連接。內(nèi)板與電纜間的連接是通過(guò)引流銅塊，用氣缸連接引流銅塊將銅塊夾緊至內(nèi)板，內(nèi)板與銅塊研磨配合形成面接觸，從而一系列連接形成回路導(dǎo)電。焊接質(zhì)量有很大的改善（圖6、7所示）。

圖6　尾門包邊處點(diǎn)焊夾具

圖7　效果圖

5　結(jié)束語(yǔ)

在整個(gè)改造至生產(chǎn)使用過(guò)程中，對(duì)夾具和焊鉗進(jìn)行了反復(fù)拆裝、更換材料、調(diào)整參數(shù)等措施，并經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證最終實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)，因開發(fā)初期的考慮不周也總結(jié)出了相關(guān)的注意事項(xiàng)，為后續(xù)的進(jìn)一步拓展應(yīng)用提供了些許經(jīng)驗(yàn)。在單面點(diǎn)焊夾具的設(shè)計(jì)或改造中，需重點(diǎn)關(guān)注：（1）整個(gè)零件與夾具支撐限位等非焊接接觸位置，與電纜、銅板與夾具BASE、POST等部件的絕緣性，絕對(duì)的絕緣才能有效的形成電流通電，否則在未絕緣的局部區(qū)域會(huì)形成短路熔接，甚至擊穿零件；（2）與零件內(nèi)、外板接觸的NC仿形加工銅板、墊板，必須研合至與零件型面貼合，保證為面接觸，若為點(diǎn)局部點(diǎn)接觸同樣會(huì)產(chǎn)生熔接甚至擊穿零件；（3）因引流銅板能產(chǎn)生大熱量，可燒傷內(nèi)板，在生產(chǎn)節(jié)拍高的情況下，需考慮與車門內(nèi)板相連接的引流銅板的冷卻性，可通過(guò)水冷或使用多塊銅板的方式為銅板散熱。

單面點(diǎn)焊焊接形式可形成最大的優(yōu)勢(shì)：（1）減少分流電流，焊點(diǎn)熔合區(qū)域集中上外板與內(nèi)板之間，可解決焊點(diǎn)強(qiáng)度不足的問(wèn)題；（2）能使與零件貼合的墊板處于絕緣狀態(tài)，墊板材質(zhì)不局限于導(dǎo)電性好、硬度較低銅墊板，可選取其他硬度較高的材質(zhì)，增強(qiáng)墊板強(qiáng)度。墊板上的NC加工仿形型面在長(zhǎng)期使用的條件下不易被焊鉗打凹，可減少外板打磨返修的概率，型面可較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，從而保持焊點(diǎn)的平整，可相應(yīng)解決外觀面焊點(diǎn)扭曲的問(wèn)題。因此，單面點(diǎn)焊技術(shù)可從本質(zhì)上改善車門包邊焊點(diǎn)，可以稱為專門為車門包邊焊點(diǎn)而生的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐智有，尹雪松，周祥兵，等.單面點(diǎn)焊的原理特點(diǎn)及其在汽車門蓋生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].時(shí)代汽車，2015，（10）：47.

[2]王保國(guó).淺談如何提升車門包邊引出焊焊點(diǎn)質(zhì)量[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（25）：72.

[3]丁晨民，曹偉，陳開芳.一種新型單面點(diǎn)焊機(jī)構(gòu)在車門工裝上的研究[C].中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.中國(guó)北京:中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)，2013:918.

[4]鐘志達(dá).汽車車門周邊點(diǎn)焊新工藝[J].汽車工藝與材料，2000，（02）：6.

中圖分類號(hào):TG44

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-545X（2016）04-0141-02

收稿日期：2016-01-01

作者簡(jiǎn)介：陸泳慎（1988-），男，廣西南寧橫縣人，本科，主要研究白車身點(diǎn)焊、氣體保護(hù)焊等方向。

Application of Spot Welding in Doors After Welding

LU Yong-shen，ZHONG Lv-jian，XUE Ling
（Liuzhou Liuxin Automobile Stamping Parts Co.，Ltd，Liuzhou Guangxi 545007，China）

Abstract:Car wrapping，wrapping around the spot welding of inside and outside the door，plate fastening to the important role and solder joints also greatly affect the door appearance quality.The through theoretical analysis and combined with the practice，discussion on the door edge around the spot welding technology application of singlesided spot welding theory advantages of the welding.

Key words:single side spot welding；edge welding；a solder joint