螺柱焊在車身焊接工藝中的應(yīng)用研究

張玉超+王昊

摘要：伴隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，使汽車企業(yè)之間的競爭越發(fā)激烈。如何縮短產(chǎn)品的開發(fā)期，降低成本造價，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，對汽車密封性的要求也隨之提高，所以汽車企業(yè)在對車身進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮汽車的密封性問題，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，通過將許多薄板件焊接起來進(jìn)而組成汽車車身。在焊接的過程中，螺柱焊接工藝具有速度快、操作簡便和無空連接的優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造過程中取代了柳接、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，來實(shí)現(xiàn)對弧焊整流器的控制。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。在焊接的過程中，通過提高焊槍的磁力，使螺柱上升，并且使其和焊接工件分離開來。與此同時，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，在工件之間施加焊接電壓，在焊接時間達(dá)到預(yù)計(jì)時間后，再切斷焊接電壓。螺柱焊接工藝對于其他焊接工藝來說具有很多優(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)有焊接時間、引弧時間、螺柱提升高度、焊接電流、螺柱伸長和送釘時間等。其中焊接電流、提升高度、焊接時間和螺柱伸長度是拉弧式螺柱焊接工藝中的四個重要組成參數(shù)，在實(shí)際的工作中，需要根據(jù)螺柱的型號、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)。焊接電流主要通過螺柱的直徑進(jìn)行控制，焊接的時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)，通過高度的提升，能夠很好的解決在熔滴過渡時，因短路所引起的焊接成型不良問題，但是高度的提升也容易導(dǎo)致磁偏吹現(xiàn)象，還會使焊縫氣孔的數(shù)量增加，導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。螺柱伸出長度通常為1.2毫米，其作用時是方便螺柱和工件之間的接觸。而引弧電流和引弧時間這兩個參數(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)

在螺柱焊接過程中需要注意以下幾個問題：在接通焊機(jī)電源和壓縮空氣的過程中，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，需要及時采取措施對其進(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進(jìn)行清理；在進(jìn)行焊接工作的人員需要受到過專門的訓(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，在需要時能夠和設(shè)備調(diào)整人員對工藝參數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整。

五、螺柱焊接質(zhì)量的測評

對螺柱焊接質(zhì)量的測評方面包括：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)的過程中，可以使用手錘對焊接螺柱進(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，并且沒有出現(xiàn)肉眼可見的開裂即可視為合格。使用專業(yè)的檢查裝置對螺柱進(jìn)行拉伸檢查，當(dāng)螺柱的受力達(dá)到要求的檢查拉力時，如果焊接接頭沒有被破壞，則證明焊接強(qiáng)度符合相應(yīng)要求。對于安裝力矩要求的焊接螺柱，需要使用測力矩扳手進(jìn)行相應(yīng)的檢查，在螺柱被加載1.5倍的安裝力時，接口處不開焊即可視為合格。在檢查完帶帽螺柱后需要將螺帽松開，在使用力矩扳手將螺帽擰緊，避免在對車身進(jìn)行上漆的過程中，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，很好的解決了客戶所擔(dān)心的密封性問題，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，降低成本造價的作用。伴隨著汽車企業(yè)對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，也向著自動化、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。

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