電阻焊無飛濺調(diào)整技術(shù)探索與應(yīng)用

孫鐵成 車謙濤

摘要：本文對車身車間在無飛濺調(diào)整技術(shù)方面的探索與應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，主要包括零飛濺中頻直流脈沖焊接規(guī)范、零飛濺焊槍對中檢查方法、零飛濺焊接軌跡示教法、零飛濺電極帽修磨及電流遞增最優(yōu)方案。

關(guān)鍵詞：零飛濺;中頻直流脈沖焊;軌跡示教;修磨

一、簡介

汽車車身主要是通過以電阻點焊對壓制成型后的鋼板進(jìn)行接合來組裝。就組裝車身時所使用的電阻點焊而言，要求兼顧：確保與板厚相對應(yīng)的熔核直徑;以及抑制發(fā)生飛濺。

就飛濺而言，有中飛濺（通過焊接而熔融后的母材金屬由鋼板的重合面散逸的現(xiàn)象）和表飛濺（通過焊接而熔融后的母材金屬由鋼板與電極的接觸面散逸的現(xiàn)象）。它們均會散逸并附著在汽車車身上，由此使表面品質(zhì)降低。由此，就電阻點焊而言，要求避免中飛濺和表飛濺，并且確保規(guī)定的熔核直徑。

逆變直流方式可連續(xù)地賦予電流，因此發(fā)熱效率高。就算是在不易形成熔核的薄板軟鋼的鋅鍍覆材料的情況下，也會由低電流形成熔核，合理電流范圍比單相交流方式寬。

影響焊接質(zhì)量的因素不僅有焊接規(guī)范，還包括材料、工裝和焊槍等方面的影響。

綜合來看，降飛濺需要綜合考慮多種因素，既要解決焊槍、工裝等設(shè)備方面的偏差，也要對焊接規(guī)范進(jìn)行調(diào)整，使多種因素達(dá)到一個相對穩(wěn)定的配合。

二、中頻直流脈沖焊接

2.1飛濺形成機理

就發(fā)生中飛濺考慮如下。點焊部在熔融凝固后的熔核的周圍存在被電極加壓過的壓接部（塑性金屬環(huán)區(qū)部），將熔融金屬封住。若熔融金屬的內(nèi)壓超過作用于塑性金屬環(huán)區(qū)部的外壓，則就不能封住熔融金屬而發(fā)生中飛濺。通常來說，若壓接部變窄，則不能耐受內(nèi)壓，容易發(fā)生飛濺。因此，為了抑制發(fā)生飛濺，需要使鋼板-鋼板之間的磨合變好來使壓接部變寬，并且避免急劇發(fā)熱以使熔核緩慢生長。

表面處理熱沖壓鋼板在鋼板表面具有以來自鍍覆的金屬（例如，鋅;鋁）為主成分的氧化皮膜或來自表面涂布的氧化被膜。因此，與裸鋼板相比，電流在鋼板表面流動的位置為局部，由于電流密度集中而容易急劇發(fā)熱，逆變直流方式由于是投入連續(xù)電流而與單相交流相比發(fā)熱效率高，因此通電初始的熔核的形成非常迅速。由此，可推定：熔核周圍的壓接部的生長沒有跟上，變得不能封住熔融金屬，發(fā)生中飛濺。

此外，發(fā)生表飛濺的發(fā)生原因也是同樣的。由于氧化皮膜、鍍覆等的影響，鋼與電極的接觸部的電阻變高，發(fā)熱量變大，由此，可推定：熔核容易在板厚方向生長，熔融部達(dá)到鋼板的最表層正下方，發(fā)生表飛濺。

2.2中頻直流多脈沖焊接規(guī)范

通過采用脈動通電方式而具有反復(fù)進(jìn)行冷卻和加熱的效果，因此通過在逆變直流方式中采用脈動通電方式，能夠緩和由高的發(fā)熱效率造成的溫度上升。即通過控制脈動通電的通電時間、停止時間，能夠控制焊接時的溫度上升，控制熔核生長速度。由此，能夠抑制急劇的熔核生長。

通過電極的加壓力和脈動通電時的電流控制，還能夠控制塑性金屬環(huán)區(qū)的生長。由于通過脈動工序能夠?qū)佑|面賦予由熱膨張、收縮產(chǎn)生的振動，因此對于表面處理熱沖壓材料而言是特別顯著的，能夠有效地破壞高熔點的氧化物層，抑制接觸界面上的電流密度提高，還能夠抑制急劇的熔核生長。通過這些作用，能夠抑制發(fā)生中飛濺、表飛濺，并且使磨合短時間提高。

通過適當(dāng)?shù)乜刂迫酆松L速度和塑性金屬環(huán)區(qū)生長速度，能夠不發(fā)生飛濺并且使得熔核直徑增大。能夠抑制上限電流的降低，確保合理電流范圍。

通過控制每一個脈沖的通電時間、施加電流、脈沖間隔等，能夠簡便迅速地設(shè)定焊接條件，能夠?qū)嵤┝己玫碾娮椟c焊。

特別指出，脈動工序是指：在連續(xù)的多個電流脈沖中，能夠統(tǒng)一地表示通電時間和通電停止時間與上述焊接電流之間的關(guān)系的電流脈沖群，見圖1。例如，就多個連續(xù)的脈沖而言，在通電時間ta和停止時間ti固定并且脈沖的焊接電流為時間的函數(shù)的情況下，能夠以該函數(shù)表示的電流脈沖群為一個脈動工序。

在脈動工序中，可根據(jù)材料的種類、板厚、板組，對通電時間、停止時間和脈沖次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)焊接效果。

三、其他調(diào)整技術(shù)

3.1零飛濺焊槍對中檢查

焊槍電極桿的對中狀態(tài)直接影響焊點的扭曲程度，焊點扭曲會導(dǎo)致熔核內(nèi)熔融液態(tài)金屬不能被很好地封存，因此焊接過程中需要保證良好的電極對中性。

結(jié)合SGM焊槍對中檢查方法，可使用工具檢查，可將電極桿對中偏差控制在1mm以內(nèi)。

3.2零飛濺焊接軌跡示教

軌跡示教過程中，保證電極垂直于板材，既可以防止焊點扭曲，也可以更好地封存熔核。傳統(tǒng)軌跡示教方法是用磁力棒在焊點旁邊的位置定位，采用目測的辦法驗證垂直度。

3.3零飛濺電極帽修磨

通過減少電極帽的墩粗量，減少修磨點數(shù)、確保電極帽在最好型面、導(dǎo)電率、壓合狀態(tài)、對中性的情況下焊接，降低飛濺毛刺，提高焊接質(zhì)量。

四、總結(jié)

自探索、推廣電阻焊無飛濺焊接技術(shù)以來，取得了顯著成果。主要包括以下幾個方面：

1.生產(chǎn)環(huán)境得到極大改善

消除飛濺后，生產(chǎn)區(qū)域焊接粉塵、顆粒減少，環(huán)境得到改善，降低了相關(guān)成本。

2.減少打磨工序，降低打磨片成本

消除飛濺后，白車身清潔度得到提升，該成果對減少打磨工序、降低打磨成本起到積極促進(jìn)作用。

3.設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本降低

消除了飛濺在傳感器、電纜和工裝表面的堆積，減少設(shè)備故障報警，同時降低了設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本。

作者簡介：孫鐵成（1980-）男，上汽通用東岳汽車有限公司高級經(jīng)理。

車謙濤（1970-）男，上汽通用東岳汽車有限公司焊接工程師。