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)范進行調(diào)整，使多種因素達到一個相對穩(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)進行調(diào)整，以達到最優(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作用。

3.設(shè)備維護保養(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。