電阻點(diǎn)焊技術(shù)及其控制措施分析

周偉

摘 要：汽車已經(jīng)成為我國(guó)居民普遍擁有的出行工具，汽車行業(yè)也在穩(wěn)步前進(jìn)。由于焊接工藝對(duì)于汽車的制造與維修有著重要的意義，人們也開始關(guān)注焊接工藝的技術(shù)特點(diǎn)以及控制措施。本文則主要介紹了電阻電焊技術(shù)以及控制措施，提出了幾點(diǎn)影響焊接品質(zhì)的因素，供各位參考。

關(guān)鍵詞：電阻電焊;焊接品質(zhì);控制措施;檢驗(yàn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.045

相比其他焊接技術(shù)來說，電阻電焊技術(shù)具有成本低、效率高、焊接表面品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。并被廣泛運(yùn)用于汽車制造與維修過程中。一般來說，白車車身焊點(diǎn)的質(zhì)量水平與整車質(zhì)量有著密切的關(guān)系，所以焊點(diǎn)的合格率要求高于98%，關(guān)鍵焊點(diǎn)的合格率要求全部合格?；诖?，人們就需要對(duì)電阻電焊技術(shù)及其控制措施進(jìn)行深入的研究。

1 電阻電焊概況

電阻點(diǎn)焊具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如，焊接過程中熔核會(huì)被塑性環(huán)包圍，空氣能夠被塑性環(huán)有效地隔絕開來;另外，焊接加熱過程較短、熱量相對(duì)集中。所以產(chǎn)生的熱影響區(qū)和變形應(yīng)力較小，這就省去了焊接后的校正和熱處理過程。電阻點(diǎn)焊僅需氧氣、乙炔、氫即可進(jìn)行焊接，其成本更低，并且，電阻點(diǎn)焊操作工藝簡(jiǎn)單，能夠通過機(jī)械化自動(dòng)化的方式完成焊接工作。

但是電阻點(diǎn)焊的應(yīng)用仍然存在諸多需要攻克的問題。由于無損檢測(cè)方法尚不成熟，所以破壞性試驗(yàn)是主要的品質(zhì)檢查手段，焊接質(zhì)量的檢測(cè)仍然是目前汽車制造行業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)的問題;而構(gòu)件的總重量會(huì)由于搭頭的搭接而發(fā)生變化，接頭的疲勞強(qiáng)度也會(huì)受焊接熔核周圍所形成夾角的影響;相比其他焊接技術(shù)來說，電阻焊接所使用的設(shè)備需要具有較高的自動(dòng)化和機(jī)械化程度。這些問題都增加了電阻焊接設(shè)備的維修難度和維修成本[1]。

2 電阻電焊基本原理

電流通過內(nèi)部電阻后，產(chǎn)生熱量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件的焊接。一般來說，電焊包括預(yù)壓、焊接、維持、休止四個(gè)過程。

在預(yù)壓階段，為了能夠清除表面不平和的氧化膜，需要讓電極壓力達(dá)到穩(wěn)定的滿值狀態(tài)，并保證電極上沒有焊接電流流過。否則，就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件擊穿或者飛濺的現(xiàn)象。

在焊接階段，由于電流的通過會(huì)形成熔核。該階段的電極電壓與焊接電流相對(duì)恒定。焊接人員要根據(jù)焊接材料的實(shí)際情況控制焊接時(shí)間，從而保證形成符合要求的熔核。

在維持階段需要切斷焊接電流，保持電極電壓。由于焊接電極電壓不變且無電流，熔核會(huì)冷卻結(jié)晶。當(dāng)熔核完全凝固結(jié)晶后，才能進(jìn)入休止階段[2]。

在焊接過程中，各個(gè)焊接參數(shù)互相影響，并決定著焊接質(zhì)量。確定電極材料、斷面形狀后，才能選擇焊接參數(shù)。焊接參數(shù)的選擇需要考慮電流、時(shí)間、壓力等因素。

例如，焊接的電流和時(shí)間反映著焊接區(qū)的加熱速度。焊接電流和時(shí)間主要有硬、軟規(guī)范兩種。軟規(guī)范為大焊接電流、小焊接時(shí)間。硬規(guī)范為小焊接電流、適當(dāng)長(zhǎng)焊接時(shí)間。軟規(guī)范具有加熱平穩(wěn)、焊接品質(zhì)不易受焊接參數(shù)波動(dòng)影響的優(yōu)點(diǎn)。也能減少熔核出現(xiàn)裂紋、縮孔等現(xiàn)象。但是，軟規(guī)范容易導(dǎo)致出現(xiàn)接頭變形大、焊點(diǎn)壓痕深等問題。相對(duì)軟規(guī)范來說，硬規(guī)范具有相反的特征。所以，硬規(guī)范在焊接低碳鋼、鋁合金等材料時(shí)有更為突出的表現(xiàn)。軟規(guī)范則更適合焊接低合金鋼、耐火合金等材料[3]。

3 焊接的品質(zhì)控制

隨著微控技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)能在焊接過程中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。目前，控制電焊品質(zhì)技術(shù)主要包括在焊接過程中控制反饋焊點(diǎn)狀態(tài)物理量以及焊接參數(shù)兩個(gè)方面。前者主要包括超聲波監(jiān)控、電機(jī)位移控制等手段。后者主要包括電流監(jiān)控、能量監(jiān)控等手段。這些監(jiān)控技術(shù)都采用了微控技術(shù)。

例如，恒電流監(jiān)控技術(shù)，能夠通過控制焊接電流有效值，維持焊接區(qū)熱量的穩(wěn)定，從而控制熔核尺寸。這是一個(gè)被廣泛采用的焊接品質(zhì)控制技術(shù)。

對(duì)于焊接品質(zhì)的控制，離不開有效的電焊品質(zhì)檢驗(yàn)手段?？偟膩碚f，目前常用的檢驗(yàn)手段主要分為無損檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩種。對(duì)于無損檢驗(yàn)，目前尚無成熟的檢驗(yàn)方法。檢驗(yàn)員可以通過小于20倍的放大鏡觀察焊接區(qū)域，著重觀察外部是否存在裂紋、燒穿、壓痕過深等外表缺陷問題。對(duì)于破壞性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)員可以沿熔核邊緣撕開構(gòu)件，或者沿結(jié)合面撕開。這樣做能夠檢查焊點(diǎn)的尺寸以及熔核情況。檢查完成后，需要對(duì)焊件進(jìn)行焊補(bǔ)?；蛘?，檢驗(yàn)員可以將扁鉗等工具楔如被焊接的板料之間。觀察焊點(diǎn)的變化情況，來判斷焊點(diǎn)是否符合質(zhì)量要求。焊接狀態(tài)如下圖所示[4]。

4 總結(jié)

隨著汽車制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電阻焊逐漸成為重要的焊接工藝之一。因此，人們對(duì)于電阻焊的焊接質(zhì)量也提出了更高的要求。為了提高焊接質(zhì)量，需要焊接技術(shù)人員在了解焊接材料的同時(shí)，選擇合適的焊接參數(shù)以及焊接形式。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉磊，縱榮榮，李樂樂，王洪瑋，齊樂.輕量化汽車電阻點(diǎn)焊技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].時(shí)代汽車，2019（03）：131-134.

[3]李欽.電阻點(diǎn)焊飛濺問題分析[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（24）：121-122.

[4]特斯拉Model S中先進(jìn)的連接技術(shù)[J].汽車工藝師，2017（06）：10-11.