導(dǎo)電嘴磨損與焊縫長(zhǎng)度試驗(yàn)研究

摘要：目前市場(chǎng)上焊絲價(jià)格差異較大，焊絲在實(shí)際生產(chǎn)中磨損嚴(yán)重，孔徑增大，導(dǎo)致焊接軌跡發(fā)生變化，易產(chǎn)生焊接缺陷，車間生產(chǎn)只有出現(xiàn)此類異常時(shí)，才會(huì)更換導(dǎo)電嘴。此時(shí)，無法對(duì)導(dǎo)電嘴更換之前的產(chǎn)品進(jìn)行追訴，本文通過對(duì)導(dǎo)電嘴磨損狀況與焊縫長(zhǎng)度之間的關(guān)系進(jìn)行討論，驗(yàn)證焊縫長(zhǎng)度是否與導(dǎo)電嘴磨損有關(guān)，為今后機(jī)械手焊接導(dǎo)入生產(chǎn)過程中制定導(dǎo)電嘴更換頻次提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)電嘴;更換;頻次;焊接長(zhǎng)度

0 ?引言

汽車座椅與駕駛者及乘客的安全性、舒適性息息相關(guān)，直接影響乘客對(duì)座椅乃至整車的整體評(píng)價(jià)。座椅骨架涉及多個(gè)零部件加工制造工序，如點(diǎn)焊、弧焊等，應(yīng)用最多的就是弧焊，實(shí)際生產(chǎn)中，多為機(jī)械手焊接。其中，導(dǎo)電嘴磨損嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致焊接軌跡發(fā)生變化，焊縫熔深達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，造成焊接缺陷，進(jìn)而脫焊等安全事故。

本文通過試驗(yàn)分析，得出焊接過程中導(dǎo)電嘴磨損與焊縫總長(zhǎng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，轉(zhuǎn)換為焊接產(chǎn)品數(shù)量，加強(qiáng)過程控制，保證骨架焊接質(zhì)量，提高一次下線合格率。

1 ?方案策劃

試驗(yàn)產(chǎn)品為座椅靠背骨架焊接組件。

其中，固定管焊縫長(zhǎng)度：15×4=60（mm）;靠背鋼管與本體焊縫總長(zhǎng)度：20×3×2=120（mm）;靠背連接板與本體焊縫總長(zhǎng)度：10×4=40（mm）;靠背鋼絲與鋼管搭接處焊縫總長(zhǎng)度：10×2=20（mm）;綜上：?jiǎn)渭勘澈缚p總長(zhǎng)度為：240（mm）。

隨機(jī)抽取20個(gè)導(dǎo)電嘴，測(cè)量其孔徑大小，以確保導(dǎo)電嘴一致性。

按照校槍標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校槍 ，每焊接產(chǎn)品20或30件（轉(zhuǎn)換為焊縫長(zhǎng)度即為每焊4.2m或者7.2m）后，對(duì)導(dǎo)電嘴孔徑進(jìn)行測(cè)量。完成后，將其重新裝配在機(jī)械手上，并重新進(jìn)行焊接。直至導(dǎo)電嘴內(nèi)徑磨損嚴(yán)重，焊縫軌跡發(fā)生明顯偏移，停止數(shù)據(jù)收集。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出導(dǎo)電嘴磨損情況與焊縫長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2 ?試驗(yàn)過程

①隨機(jī)抽取20個(gè)導(dǎo)電嘴，測(cè)量導(dǎo)電嘴內(nèi)孔直徑，確認(rèn)其導(dǎo)電嘴來料尺寸是否穩(wěn)定。測(cè)量數(shù)據(jù)如表1，從表中可以看出，導(dǎo)電嘴尺寸穩(wěn)定性較好。

②從20個(gè)導(dǎo)電嘴中任取一個(gè)，安裝到機(jī)械手上，然后按照校槍標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)行校槍，校槍要求：焊絲與對(duì)槍銷中心點(diǎn)的偏移量不能超出焊絲直徑外邊沿;如圖2。

③對(duì)槍符合要求后，確認(rèn)焊接參數(shù)，開始連續(xù)焊接，焊完20件（即焊縫長(zhǎng)度為4.8m）時(shí)，拆下導(dǎo)電嘴，對(duì)其內(nèi)孔直徑進(jìn)行測(cè)量：如圖3。

檢測(cè)合格，將導(dǎo)電嘴重新安裝上機(jī)械手，再次對(duì)槍，確認(rèn)焊接軌跡無誤，然后進(jìn)行焊接，待再次焊接30件（即總焊縫長(zhǎng)度為7.2m）時(shí)進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)導(dǎo)電嘴總共焊接產(chǎn)品50件（即總焊縫長(zhǎng)度為12m），測(cè)量完成后，記錄數(shù)據(jù)。如此重復(fù)直至焊接360件（即總焊縫長(zhǎng)度為86.4m）后，記錄導(dǎo)電嘴尺寸變化。直至焊接進(jìn)行至第374件，固定管出現(xiàn)焊穿異常，此時(shí)停止焊接。從圖4中可以看出，此時(shí)焊縫出現(xiàn)明顯異常，說明導(dǎo)電嘴磨損嚴(yán)重，需要更換導(dǎo)電嘴。

④對(duì)已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：

3 ?數(shù)據(jù)分析

由圖5可知，回歸方程為y=0.0043x+1.2285，回歸方程高度顯著，可決系數(shù)r2=0.9902（r越接近1，線性回歸越顯著）。

3.1 線性方程驗(yàn)證

隨機(jī)抽取5個(gè)導(dǎo)電嘴，對(duì)其他產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)上次實(shí)驗(yàn)可以看出當(dāng)導(dǎo)電嘴直徑大于1.6mm時(shí)，焊接軌跡偏移，易導(dǎo)致焊接缺陷。將1.6mm帶入公式得到焊縫長(zhǎng)度應(yīng)為86m，一件靠背焊縫總長(zhǎng)度為0.30m，一件座椅骨架總成焊縫總長(zhǎng)度為0.28m：由此得到可以焊接靠背280件，焊接總成可以焊接300件，當(dāng)達(dá)到焊接數(shù)量時(shí)，對(duì)導(dǎo)電嘴進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表3。

與理論計(jì)算相差偏差：

1號(hào)=（1.6-1.59）/1.6×100%=0.625%

2號(hào)=（1.6-1.62）/1.6×100%=1.25%

3號(hào)=（1.6-1.57）/1.6×100%=1.875%

4號(hào)=（1.6-1.58）/1.6×100%=1.25%

5號(hào)=（1.6-1.61）/1.6×100%=0.625%

偏差均在2%以內(nèi)，說明此關(guān)系式成立，可以應(yīng)用于實(shí)踐。

4 ?結(jié)論分析

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析以及驗(yàn)證結(jié)論來看，導(dǎo)電嘴磨損（y）與焊接長(zhǎng)度（x）成正比關(guān)系，即y=0.0043x+1.2285。當(dāng)導(dǎo)電嘴直徑大于1.6mm時(shí)，焊接軌跡偏移，會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷。此關(guān)系式可以用于實(shí)踐，通過計(jì)算單件工件的焊縫長(zhǎng)度， 轉(zhuǎn)換為焊接產(chǎn)品數(shù)量，加強(qiáng)過程控制，保證骨架焊接質(zhì)量，提高一次下線合格率。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)月華.CO2氣保焊焊機(jī)與焊接工藝參數(shù)的匹配[J].江西宜春，2005（35）：62-63.

[2]方開泰，馬長(zhǎng)興.正交與均勻設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社， 2001.

[3]數(shù)字IGBT控制MIG/MAG弧焊電源使用說明書.唐山松下，2011.

[4]白利兵，郭慧軍，張煜.藥芯焊絲電弧焊工藝分析及其應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（13）：110-111.

作者簡(jiǎn)介：高雨雨（1987-），男，助教，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械手力學(xué)性能。