汽车制造中电阻点焊常见缺陷及应对措施

汽车制造中电阻点焊常见缺陷及应对措施

彭广新

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汽车是现代工业发展的结晶也是人们出行的重要交通工具之一，在汽车的制造过程中，点焊是其中应用最为广泛的装配及焊接工艺方式，在汽车车身的制造过程中，点焊承担了近90%左右的工作量，以一辆轿车的车身制造为例，其在制造的过程中需要通过3000-6000次左右的点焊来将数百个冲压成型的薄钢板完成点焊拼接，确保汽车制造过程中的点焊的焊接质量对于确保整车的质量有着非常重要的意义。文章将在分析汽车点焊工艺的基础上对点焊过程中容易出现的缺陷及处理措施进行分析阐述。

关键词：汽车制造；点焊；质量缺陷；应对措施

前言

汽车是一个国家工业发展的重要体现也是国民经济中的产业主体，做好汽车产业的发展对于国家经济的发展有着巨大的推动作用。在汽车的制造过程中，电阻点焊是应用较多的车身制造方式，做好电阻电焊的焊接质量对于提高汽车质量有着重要的意义。

1 电阻点焊的工作原理简述

焊接是现代工业制造的重要工艺，其主要是通过将两种或是两种以上的不同材料通过加热等方式得到原子或是分子之间的结合和扩散而连接在一起的工艺。点焊是电阻焊中的重要一种，其主要依靠的是将待焊工件压紧在两电极之间，通过在两电极之间施加电压并通过电流在工件接触处形成电阻热并将其进行融化塑形从而形成结合的一种加工工艺。电阻点焊的焊接主要有：前压、预压阶段、通电焊接、维持等四个阶段组成。电阻点焊具有工艺简单、焊接快速、可靠等的特点，适用于工业自动化制造。电阻点焊焊接原理如图1所示。

在汽车制造中的电阻点焊的焊接方式中，电阻点焊机器人的应用在提高加工效率的同时也确保了电阻点焊的焊接质量。现今所采用的电阻点焊机器人主要有直角坐标型、极坐标型、圆柱坐标型、多关节型等多种形式，通过在汽车制造中采用电阻点焊机器人加快了汽车制造的效率。电阻点焊焊接机器人是汽车制造发展的重要方向也是未来发展的重要趋势。

在电阻点焊的过程中会产生较大的热量，焊接热量的产生如以下公式所示：

Q=I2RT

电阻R；焊接电流I；焊接时间T；电极压力

焊接质量会受到：电极形状及材料性能、工件表面状况以及电流、电压等因素的影响。在各项影响因素中，电流对电阻点焊的焊接热产生的影响较大，需要在电阻点焊的过程中对其加以严格的控制，随着焊接时电流的增加，电阻点焊的焊点的尺寸及强度会快速提高，但是焊接时过大的电流会使得待焊板产生飞溅、裂缝、压痕过深等的焊接缺陷，严重影响电阻点焊的焊接质量。焊接时的时间对电阻点焊焊点的强度等产生的影响与电流所产生的效果相类似，因此在电阻点焊焊接的过程中可以使得焊接时间与焊接电流相互配合、相互互补从而确保电阻点焊的焊接质量，可以采用大电流（短时间）、小电流（长时间）两种配合方式。电极压力也会对焊接强度产生较大的影响，其中，电极压力主要对接触电阻产生影响，进而影响接头的强度。所以，为了确保电阻点焊焊点强度的正常，需要在增大电极压力的同时将焊接电流与焊接时间都予以增加，通过此种方式的调整可以有效提高焊点强度的稳定性。电极对电阻点焊也会造成一定的影响，其接触面积的大小将会对电流密度造成影响，进而影响到焊点的尺寸。电阻点焊焊接时还需要注意做好工件表面的清洁，避免工件表面的杂质等对电阻造成影响从而影响焊接的质量。

2 电阻点焊常见缺陷及应对措施

2.1 电阻点焊焊接常见缺陷

2.1.1 虚焊。虚焊是在电阻点焊焊接时发生频次最高的常见缺陷，电阻点焊虚焊的主要表现为在焊接时板材之间并未形成有效焊接，在受到外力时板材之间就会分离。造成这一现象的主要原因是电阻点焊焊接时热量不足使得板材并未形成充分融化而形成焊核，板材之间仅仅只有一层较薄的焊层，具体原因有：焊接电流过小、焊接分流（焊枪电极臂接触到工件等形成接地）、电极的端面较大使得焊接热量不足。电阻点焊中的虚焊从表面无法看出，需要采用破坏性或是非破坏性的人工凿或是超声波等的检测方式来进行检测。为提高电阻点焊的焊接效果，在进行焊接时需要在反复试验的基础上设置合理的参数确保参数与生产焊接相匹配，并在生产过程中注意做好对于参数的校对。同时还需注意做好对于工装的保养，避免飞溅造成板材贴合不正常、分流，并定期对电极帽进行更换，在点焊时需要注意定期对循环水进行更换，优化循环冷却水的冷却效果。

2.1.2 焊核尺寸不足。在点焊时需要确保焊核的尺寸符合要求避免焊核过小，在对焊核进行检测时需要进行破坏性的试验进行检测，造成焊核尺寸不足的原因与虚焊相似，其主要原因是电流较小、表面不清洁或是焊接电极帽焊接位置不合适等，这些都会造成焊接尺寸不足，为避免在电阻点焊后造成这一缺陷，应当在电阻点焊焊接生产时严格落实防止虚焊的措施来提高焊接效果。

2.1.3 压痕过深。电阻点焊时如焊点的深度占据焊材厚度的30%以上则认为焊接压痕过深，这一缺陷不但影响电阻点焊的焊接效果同时也会对焊接后的表面质量造成影响，为减少电阻点焊压痕过深的发生，可以采取在工装上加装铜板垫片的方式予以处理，对于垫片的厚度需要在生产时根据现场实际进行匹配，并在使用一段时间后对所垫铜板进行重新打磨，电阻点焊后工件表面有焊痕是正常的，如未有焊痕则需要注意是否是虚焊，在焊接时如果压痕控制在板材厚度的20%以内则认为是正常的，此时需要注意观察压痕是否平整圆滑，如出现扭曲则需要考虑电极帽端面是否平整，对于出现扭曲的情况需要及时查找原因更换电极帽。

2.1.4 漏焊。在电阻点焊生产焊接过程中，漏焊出现的次数较少，但其所造成的危害最大，由于其对所需要焊接的位置并未进行焊接，从而使得板材的结构强大不足，严重影响车辆的质量安全。造成漏焊的原因可以分为设备和人员两方面的因素，在使用机器人进行焊接时可能由于程序等造成漏焊，防止漏焊的方法首先是先要做好设备防错，并对焊接机器人进行电流监控，监控每一个焊接位置的电流输出，超出监测值则停止工作，并积极查错重新焊接，一旦发现焊接出现漏焊则需要对焊枪的所有焊点进行检测，确保机器人的焊接效果。

2.1.5 边缘焊。造成边缘焊的原因有：焊枪未在正确位置、工件与夹头出现干涉或是翻边较短等。为应对这一缺陷需要在焊接时注意调整焊接机器人的移动轨迹，确保定位准确，并注意调整装夹夹头、改进焊枪等，确保电阻点焊的焊接效果。

此外，电阻点焊焊接缺陷还有飞溅、焊点边缘凸起等，需要在电阻点焊焊接时做好检测，对于发现的问题要及时予以处理确保电阻点焊焊接质量。

3 结束语

电阻点焊是汽车制造中的关键工艺，文章在分析电阻点焊焊接工艺的基础上对焊接缺陷进行了分析介绍并提出了相应的应对措施。

参考文献

[1]武江，等.焊接手冊[M].机械工业出版社，2001，2.

[2]傅积，等.焊接数据资料手册[M].机械工业出版社，1994，2.

[3]史耀武.焊接技术手册[M].化学工业出版社，2009，5.