中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A

0引言

雨刮電機是雨刮系統(tǒng)的動力源，它的高可靠性是雨刮正常工作的重要保證。一般雨刮電機由電機殼體部件、電樞部件、蝸輪部件、減速器殼體部件、刷架環(huán)部件和壓蓋部件等組成。其中，雨刮電機的壓蓋部件具有導(dǎo)通雨刮電機高速擋和低速擋以及采集停車信號和提供停車回路的重要功能。

一般壓蓋部件由壓蓋、注塑部件、插頭片、接地片、彈簧片和接觸彈簧片等組成（圖1）。其中，接地片是整個電機電路的關(guān)鍵零件，它連接負極插頭片和壓蓋（地）。不論雨刮電機工作在何種狀態(tài)，都會用到接地片，若接地片發(fā)生虛焊脫落，會導(dǎo)致整個電機所有功能喪失。因此接地片連接可靠性是雨刮電機正常工作的重要保證。實際生產(chǎn)中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)接地片有虛焊脫落、焊接強度低的問題。本文通過分析虛焊原因，制定相應(yīng)的解決方案。

1接地片虛焊的分析

1.1接地片點焊的原理

點焊是通過點焊電極對被焊工件施加并保持一定的壓力，使工件穩(wěn)定接觸，然后使焊接電源輸出的電流通過被焊工件及它們的接觸表面，產(chǎn)生熱量，升高溫度，熔化接觸點，在局部形成焊點，達到將金屬工件焊接在一起的目的。點焊過程分3個階段：預(yù)壓階段——使工件緊密接觸，保證焊接處所需的接觸電阻;通電加熱階段——電流通過加壓的工件，加熱工件，達到熔化狀態(tài)，形成熔核;冷卻結(jié)晶階段——焊點熔核形成后，在電極壓力下冷卻，形成致密的結(jié)晶組織。

雨刮電機的壓蓋部件和接地片焊接時，電焊機的上下電極施加壓力將壓蓋部件和接地片壓在一起（圖2）。焊接電流通過接地片和壓蓋時，在凸點（壓蓋或接地片）處發(fā)熱;當(dāng)單位面積內(nèi)的熱量達到熔融接地片和壓蓋的條件時，熔化接地片和壓蓋，形成焊點熔核，并在電極壓力下保持一定時間結(jié)晶，形成焊點。

1.2接地片點焊過程焊接熱量及其影響因素

焊接產(chǎn)生的熱量由下式?jīng)Q定：

Q=I₂RT （1）

式中Q——焊接產(chǎn)生的熱量

I——焊接電流

R——接觸電阻

T——焊接時間

儲能點焊機工作時的焊接電流I是通過內(nèi)部電容放電產(chǎn)生，在接觸電阻一定的情況下，電壓越高，焊接時的放電電流越大，焊接產(chǎn)生的熱量越大，焊點越牢固。但過高的電壓導(dǎo)致過大的電流，會引起飛濺（內(nèi)部孔洞），焊接強度降低。

接觸電阻R由經(jīng)驗計算公式獲得：

式中R——接觸電阻

K_j——與材料材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)

F——接觸壓力

m——與接觸形式有關(guān)的指數(shù)（點接觸取0.5，線接觸取0.5～0.8，面接觸取1）

實際點焊過程中，K因材料固定，系數(shù)值固定;F在實際生產(chǎn)中不可調(diào)整，為固定值;m可能有變化。儲能點焊機的焊接時間T也是固定的，不可調(diào)整。

1.3接地片虛焊脫落的原因

接地片虛焊是因為在點焊時，電極加壓后凸點被壓塌（圖3），導(dǎo)致接地片與壓蓋的接觸形式由點接觸變?yōu)槊娼佑|，根據(jù)公式（2），在壓力、材料相同的情況下，接觸電阻減小。

接地片與壓蓋的接觸面積增大，與點接觸相比，2種焊接狀態(tài)下單位面積內(nèi)產(chǎn)生的焊接熱量比值最高可達41倍。因此凸點壓塌后，單位面積產(chǎn)生的熱量比凸點壓塌前單位面積產(chǎn)生的熱量大大減小，不足以完全熔融接地片與壓蓋接觸面。這就造成不能形成焊點熔核，無法達成有效焊接，由此產(chǎn)生接地片虛焊、脫落的問題。

2接地片虛焊脫落的解決方案

2.1改變電極直徑

為避免將接地片上的凸點壓塌，將上電極直徑減小，使其剛好與凸點底部接觸。原來上電極直徑為8mm，更改后上電極與接地片接觸部位直徑為2mm，剛好小于接地片凸點直徑。電極下壓時，壓力作用在凸點的底部，避免壓在接地片上。焊接時，電流從上電極流過接地片與壓蓋接觸的結(jié)合處，發(fā)熱并熔融凸點和壓蓋，使二者有效地結(jié)合在一起。實際檢測焊接的拉脫力平均約115N，達到焊接質(zhì)量要求。因此更改電極直徑的方法可行。

2.2改變電極壓力

更改電極直徑雖然能解決虛焊的問題，但實際操作中存在電極與接地片凸點對正的問題，操作多有不便。且因電極的直徑減小，損耗快，更換周期減短。如果能有效控制上下電極間的壓力，即可保證接地片上的凸點不被電極壓塌。

在其余參數(shù)一定的情況下，只調(diào)節(jié)電極壓力，焊接焊點的抗拉載荷與之有對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)電極壓力與焊點抗拉載荷關(guān)系曲可知（圖4），通過不同氣壓（具有壓力調(diào)節(jié)功能的點焊機）焊接接地片，檢測拉脫力，可知當(dāng)氣壓設(shè)定在0.2MPa時，接地片的拉脫力均值最大，焊接質(zhì)量最可靠（表1）。

3結(jié)束語

點焊過程具有瞬時性，焊點熔核形成過程具有不可見的特點。其中的關(guān)鍵點在于，焊接時單位面積內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以熔融被焊工件，形成焊點。在實際生產(chǎn)過程中，會因為對焊接過程的實質(zhì)理解不足、設(shè)備缺陷和工藝規(guī)范的盲區(qū)等原因，造成焊接不良。本文為接地片點焊過程中產(chǎn)生虛焊的問題提供了理論解釋和實踐解決方案。經(jīng)長期生產(chǎn)驗證，接地片虛焊問題得到杜絕，對后續(xù)解決接地片及其他零件的點焊產(chǎn)生虛焊問題有深刻的指導(dǎo)意義。

作者簡介：

袁琿，本科，工程師，研究方向為汽車雨刮器。