IQR焊接模式在試制車間的應(yīng)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(yīng)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(fā)過程中的重要階段，焊點質(zhì)量直接決定白車身質(zhì)量。文章使用IQR焊接模式進行電阻點焊試驗，根據(jù)對焊點檢測結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)的分析，驗證此模式在試制車間應(yīng)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(yīng)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(zhì)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(cè)圍、地板和頂蓋等部位，這幾千個焊點的質(zhì)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(wěn)定性等[1-2]。車間裝焊現(xiàn)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(chǎn)驗證，需要在保證焊點質(zhì)量的同時盡量節(jié)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(shù)與試板編號

試驗采用系統(tǒng)內(nèi)設(shè)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(shù)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(tǒng)屏幕的顯示記錄電流、電壓、焊接時間、電阻等參數(shù)，數(shù)據(jù)記錄及焊接過程中各個參數(shù)的曲線變化如圖1所示。

圖1 焊接參數(shù)顯示

試驗結(jié)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(yīng)用了獨特的多通道超聲波矩陣傳感器技術(shù)，從焊點表面和焊核內(nèi)部收集數(shù)據(jù)，通過特殊的算法形成焊點內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，并在屏幕上實時顯示出來。根據(jù)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(nèi)為檢測的焊核直徑。

檢測結(jié)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(jié)果與討論

2.1 焊核檢測分析

根據(jù)焊點檢測儀檢測結(jié)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(nèi)，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(fā)生在一側(cè)板的母材和熱影響區(qū)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(zhuǎn)變到熔核內(nèi)部。

圖3 撕裂后試板

本試驗12組試板經(jīng)撕裂檢測，焊點斷裂結(jié)果均為拔出斷裂，撕裂后試板如圖3所示。發(fā)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(yōu)于其他兩種，因此在工業(yè)生產(chǎn)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(yōu)質(zhì)焊點。

2.3 焊接過程檢測分析

2.3.1 IQR自適應(yīng)焊接模式

IQR(Intelligent Quality Regulator)是一種聯(lián)機自適應(yīng)調(diào)節(jié)器，用于改善焊接質(zhì)量[7]。在生產(chǎn)過程中基于內(nèi)在的智能仿真規(guī)律調(diào)節(jié)線路。IQR自適應(yīng)調(diào)節(jié)原理是利用動態(tài)電阻與點焊焊核生成之間的關(guān)系，跟蹤電阻曲線，強制該焊點在形成過程中的動態(tài)電阻按照合格焊點的動態(tài)電阻曲線發(fā)展，從而保證每個焊點的質(zhì)量。其主要是根據(jù)材料的實際情況，如表面不平度、表面雜質(zhì)、鈑金件的電阻率和鈑金件的厚度等自動調(diào)節(jié)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(yīng)焊接系統(tǒng)在理論上也可以完全保證每個焊點焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2.3.2參數(shù)分析

圖4 焊核直徑與點焊電流變關(guān)系

3 結(jié)論

IQR焊接模式根據(jù)動態(tài)電阻的變化自適應(yīng)調(diào)節(jié)點焊工藝參數(shù)，節(jié)省了時間，同時保證了每個焊點的質(zhì)量穩(wěn)定，滿足實際生產(chǎn)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(shù)。

[1] 馬鴻龍,任建新,杜紫微,等.白車身試制階段車身質(zhì)量的控制[J]. 汽車實用技術(shù), 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(yīng)用[J].汽車實用技術(shù),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(shù), 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(shù)[J].汽車制造業(yè), 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