应用于汽车焊接的间接电阻焊.doc

应用于汽车焊接的间接电阻焊Http:/2009/11/27 16:12:15来源：MM现代制造 为了提高轿车车身质量，减少投资，间接电阻焊接在轿车车身制造工艺中使用的越来越普遍。从人机工程学角度考虑操作员工的操作工作强度和安全性，在工艺规划时，对复杂焊接工序也常常采用间接电阻焊接工艺。间接电阻焊接俗称傀儡焊，即借助人工焊接在焊接生产线上焊接位置不畅通、人工操作焊钳不能直接焊接的零件进行的或质量要求较高的工序尽量增加焊接点数的一种焊接工艺。通过人工点焊焊钳在辅助机构上进行焊接，辅助机构将焊接参数引导至需要焊接的零件位置进行焊接。傀儡点焊机构傀儡焊接的机构主要分为三个部分：普通点焊的机构，导电电缆机构和傀儡焊钳机构部分。普通点焊机构部分是点焊通用部分，不作详细介绍。1. 导电电缆机构导电电缆机构结构简单，主要作用是导通低电压高电流，根据通电条件要求，传输间接点焊的单根电缆截面直径大于150mm2，整个电缆电阻小于300微欧姆。导电体通常有两种选择：直接选用 150mm2的成品焊接电缆和利用断面大于150mm2铜板或铜棒拼接代替电缆.一般情况导热系数越高的，电阻率越低，作为导电体也就越好。根据电阻点焊要求，导电体除了具有优良的导电性外，还需要有良好的导热性，综合考虑价格等因素可以选择紫铜板作为导电体。2. 傀儡焊钳机构傀儡点焊钳臂/电极的形式如图所示 。（1）根据应用实例统计分析，X型焊钳多使用普通气缸，半X型焊钳和C型焊钳多使用倍力气缸（2）结合焊点位置的需要，在满足焊接参数及电极臂受力需求的前提下可以制作多种形式的焊钳臂，（3）电极臂一般不进行循环水冷却，因为铜质电极本身导热性能非常好，而且傀儡焊接的焊接间隔时间较长，可以进行常温自然冷却。根据多次实验测量，常温下普通焊钳在没有循环水冷却的前提下，以参数：10000A，10CYC，焊接一个焊点15s后电极帽处可冷却到常温，对整个机构的持续功能作用没有影响。但没有冷却系统对焊点质量存在一定的影响，如果在焊接通电焊接后，焊点表面高温没法及时冷却，焊点表面金属就会氧化，焊点表面发黑。而且因焊接处的金属没有快速冷却，焊接处的金属金相状态较差，焊点的抗剪切力会下降，通常在同样焊接条件下的焊点的剪切力会下降10%20%， 所以在现场的操作工艺中通常要进行补偿，可以增加焊接熔核直径的办法提高焊点的剪切力，也可以增加维持时间，提高电极对焊点的冷却效果，一定条件下可以达到提高焊点剪切力的效果。（4）特制的焊钳电极也使用铬锆铜加工而成，机构方面可以直接参考普通焊钳的形式.铜制电极越厚，在焊接维持阶段散热效果越好，对形成优质焊点越有益, 臂厚度还要满足力臂的强度要求。（5）电极头（帽）间接点焊一般使用直径为16mm的电极帽，也可以根据需要制作特殊形状的电极头，根据参数大小，制定电极更换频次（平时需要定期维护，防止在使用过程中因板件表面油污产生炸电极现象而损坏电极），根据使用经验统计，每焊接300个焊点，需要维护一次傀儡焊钳电极帽。通常车身工厂使用的工业压缩空气气压为0.40.6MPa,常用夹具夹爪气缸直径为50mm、63mm和80mm, 气缸活塞输出压力为80150kg/N。因此，普通气缸无法满足点焊焊接压力需求，需要使用大缸径的专用焊接气缸或者使用倍力气缸，在常规气压的情况下(0.5MPa),根据焊点需求的压力，计算需要的气缸直径。另如果使用直径小的倍力气缸也可到达需求压力，同时，使用X型焊钳还需要考虑力与力臂的关系当然根据使用的空间需要，也可以将两个普通气缸改造成一个倍力气缸。傀儡点焊焊接参数根据点焊的焊接原理，影响点焊质量的四大要素是：焊接电流，焊接时间，电极端面直径，焊接压力。据零件的厚度和状态合适调整这4种参数可以焊接出质量合格的焊点。1. 焊接电流 一般点焊焊接电流范围在800015000A之间，通电时间约为：1020cyc（1cyc=0.02s）, 焊接电流传输过程中傀儡部分电缆将损耗电流；另因从手工焊钳到电缆再到傀儡焊钳中间接点较多，连接点电阻较大，也损耗电流，根据现场测量数据分析，电缆或铜板增长1m电流损耗约为5，每个节点也损耗约5的焊接电流，因此设定傀儡点焊焊接电流时需要增加因电缆和接点损耗的部分。2. 焊接时间 通电焊接时间：因为傀儡焊钳同其夹具上的其它夹紧气缸一起充气夹紧，所以通电焊接前，傀儡焊钳已经夹紧，所以傀儡点焊的焊接时间与普通点焊焊接时间相同，预压时间与普通点焊相同（也与手工焊钳开口行程大小有关）。3. 电极端面直径（1）手工焊钳电极因为电极端面将夹在傀儡焊钳的导电铜板上将电流传输给铜板，铜板再将电流传输给电缆或傀儡电极，再传输给需焊接的零件。接点的接触面积越大，电阻越小，因此，手工焊钳电极端面直径应尽可能增大到电极帽的直径（16mm或13mm）。（2）傀儡焊钳电极傀儡焊钳电极端面直径与普通焊点电极端面相同，端面直径为68mm。4. 电极压力 电极压力也就是焊接压力压力需求：焊接压力功能-消除零件变形产生的间隙，也增大零件表面微观的凸凹接触点面积，在一定程度上减小接触电阻，因此焊接压力也是一个重要焊接参数。零件状态良好，电极端面直径为68mm，两层板焊接，电极端部需求压力如表所示。如果焊接处是三层板或四层板，总板厚与上述两层板厚相同，焊接压力仍需要提高20%30%。尤其在三层板或四层焊接过程中，大压力可减小焊接处零件间间隙仅形成2个或3个熔核。应用案例1. 某车型车身CKD工厂骨架总拼工位，该总拼工位人工焊接，组拼左右侧围总成，顶盖，后围板总成。夹具结构复杂，侧边无法挂焊钳，也无法使用焊钳操作，但是必须在该工位固定侧围底部，采用间接点焊，采用铜板导电，X型焊钳。2.某车型设计得时候需要在侧围外板上设计一个螺母安装点，侧围尺寸为1.5m3.8m，如果使用普通凸焊机，操作非常困难。采用傀儡凸焊，在侧围夹具上增加凸焊下电极，装配一个傀儡焊钳(半C型焊钳)，即实现了螺母的凸焊，也体现了夹具压头的夹紧功能。结语尽管傀儡焊接的技术难度不是很高，但可以解决一部分空间结构复杂的点焊问题和低成本工艺问题，解决复杂工序车身增加夹具夹紧状态定位焊接点数，对提高车身尺寸稳定有很大的作用，所以傀儡焊接在各车身工厂都有一定的运用。此外，傀儡焊接的升级版自动点焊，则是通过可编程控制器对傀儡焊钳的运动轨迹及焊接进行自动控制