电阻焊飞溅降低及控制

2017-07-12

  随着汽车产业的蓬勃发展,电阻焊被广泛应用在汽车车身零件上,电阻焊飞溅是造成零件质量问题的主要缺陷。本文论述了造成焊接飞溅的主要因素,并结合工作实际总结出相应的控制方法,旨在帮助企业更好的控制焊接产品质量。

  将焊接件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法,称为电阻焊,又称接触焊。电阻焊接飞溅产生的机理:

  焊核开始形成时,由于溶化区的电阻增大,将迫使大部分电流从其周围的压接区(塑性焊接环)流过,使该区域再陆续溶化,溶核不断扩展,但熔核直径受电极端直径的制约,一般不超过电极端面直径的80%,熔核过分扩展,将使塑性焊接环因失压而难以形成,而导致熔化金属的溅出从而产生飞溅。

  成都天府焊接设备有限公司是专业焊机厂家,电阻焊制造商,近30年行业经验,焊接设备有悬挂点焊机,中频点焊机,交流点焊机

  目前汽车企业涉及的电阻焊主要有点焊和凸焊两种,因此从以下两种焊接方式分别对焊渣飞溅的产生原因和控制方法进行介绍。

  一、影响点焊焊接飞溅的因素及控制方法

  (一)焊接参数影响因素

  焊接参数调整降低焊接飞溅实例:

  (二)焊接设备影响因素

  1、焊接焊钳

  气动焊钳的最小开口尺寸:气动焊枪的形成一般分为两段,开口最大值到开口最小值和开口最小值到焊接间隙最小状态。焊接闭合期间的行程变化会导致焊钳在焊接时出现空载,这样会导致压力不足出现飞溅。采取措施:在电极帽更换后需要对气动焊钳的较小开口距离需要进行定期检查监控。

  焊钳上下电极的对中性差,会导致电极帽与工件接触位置产生差异,从而焊接电流密度集中产生电火花飞溅。采取措施:焊钳上下电极的电极对中性需要每天进行点检。

  2、气路系统压力

  气动焊枪的焊接压力可以通过系统压力和焊枪回程压力推算。气动焊枪的焊接压力不足会导致飞溅产生。采取措施:(1)定期检查气路系统压力和焊枪回程压力;(2)定期更换网状消音、排气装置减少负压;(3)定期维护缸体密封条件。

  3、伺服焊枪

  伺服焊枪通过电极扭矩对焊钳进行加压,因此要比气动焊枪对压力的控制更加稳定从而得到更好的焊接质量。(1)伺服焊枪通过电机扭矩计算焊钳压力智能化较高,对焊点形成过程中产生的负压起到补偿作用;(2)通过修磨补偿的方式弥补工件和焊枪定臂电极间隙,减少机器人分解压力。

  (三)焊接工艺影响因素

  1、焊枪与工件垂直

  焊枪与工件不垂直会使电极帽与零件的接触状态异常, 由于零件与焊枪不贴合产生反作用力从而减少焊接压力,产生焊接飞溅。采取措施:(1)调整机器人焊接轨迹;(2)对手工焊接增加辅助导向。

  2、工件配合状态影响

  对于高强度钣,工件间钣材间隙较大,会对电极产生负压作用,导致焊接飞溅。采取措施:(1)预热焊接的方式消除板材间隙;(2)改进单件尺寸消除零件匹配间隙。

  (四)板材工件的影响

  对存在表面处理的板材,由于表面镀层厚度差异,需要相应的焊接参数也不同,因此对于电镀板,尤其是热镀锌板在焊接过程中易焊接飞溅,裸板的影响较小。采取措施:(1)对于热镀锌板采取预压和预热措施,提前破坏锌层;(2)采用适当的软规范降低焊接飞溅。

  (五)焊接飞溅降低的辅助措施

  1、铜垫板焊接

  在有特殊要求的焊点表面辅以铜垫板进行焊接,可保证焊点表面无明显压痕和飞溅产生。

  增加铜垫板需注意的问题:(1)参数相应调整: 焊接电流增加15%(9500A → 11000A),焊接时间延长20%(10cyc → 12cyc);(2)备件制作:材质选用采用CrZrCu、厚度8 ~12mm,委托外协厂家制作备件。(根据需要可以直接在铜板上划窝,以做出焊点位置。)(3)定期检查更换。根据目前使用情况,更换频次为每5000件,修磨一次;每20000件,更换一次。

  2、焊点导向

  对于手工焊接工艺,焊接状态不稳定,易出现焊点位置偏和半点焊(边缘焊),此时金属溶液容易被挤出,产生飞溅,这种情况通常采用增加焊点导向规范焊点位置进行改善。

  (六)点焊焊接的被动控制措施

  对零件表面有特殊要求的增加遮挡,外观面、工作面对焊接条件要求较高的区域需要用焊接挡板进行保护。

二、影响凸焊焊接飞溅的因素及控制方法

  (一)焊接设备影响:

  1、气缸选取:选取较大气缸有利于焊接压力稳定,从而降低焊接飞溅。

  2、电极平行状态监控:电极磨损后,上下电极不平行存在间隙易导致螺栓螺母在焊接过程中压力不均,电密度发生变化,从而产生飞溅。采取措施 :凸焊电极打磨后需要用筛片对电极间隙进行点检。

  3、电极内螺母定位销:标准件与螺母定位销接触产生分流局部过热易产生焊渣飞溅。

  定位销采用陶瓷或KCF材质代替不锈钢定位销 (表面处理)材质可以有效降低飞溅和螺纹损坏等问题。

  (二)焊接工件对焊渣飞溅的影响

  焊接零件与电极平面不匹配,焊接工件的螺母焊接面为特殊圆弧面,与电极平面无法匹配.导致零件在焊接过程中有间隙,产生焊渣飞溅。

  (三)辅助措施改进凸焊焊接飞溅问题

  电极添加吹气功能:利用螺母定位销与电极间隙形成排气通道,在电极下部改进通气管,进而达到焊接过程对螺纹吹扫作用来避免焊接飞溅残留在螺母内部。

  (四)凸焊被动措施

  1、回丝。螺母回丝后的螺纹检验是回丝返修工作的重中之重,回丝后没有对螺纹进行检验会导致批量装配问题。

  2、预防。通过在设备和工装周围增加挡板、按区域放置产品等方法预防焊接飞溅。

三、结语

  总之,随着时代的发展,越来越多的新技术应用于汽车焊接工艺。而电阻焊飞溅始终是非常难于杜绝的。但我们通过焊接参数、设备、工艺、材质、辅助措施等多方面进行控制,可以将飞溅缺陷减少到最小,这也推动了我国汽车产品生产效率的提升和产品质量的有效提高。