车身焊接 汽车焊接车间工艺流程

　　第三节电阻点焊 　　 　　　1.电阻点焊的特点优点 　　(1)操作简单、易学，对维修技师的技术水平、经验和熟练程度要求不高。 　　(2)成型美观，焊点外观与原车焊点外观完全相同。
　　(3)因焊接时间短，且为局部加热，钢板热变形影响较小。
　　(4)由于焊接时间短、速度快，焊接后无需打磨，焊接时不需要去除钢板上的镀锌层，可有效提高工作效率。
　　(5)焊接时不需要焊丝、保护气体等耗材，成本低。
　　(6)焊接前钢板接合面喷涂锌粉漆，相对于二氧化碳保护焊，防腐效果好。
　　(7)焊接飞溅比较容易控制，车辆防护工作容易。缺点
　　(1)可以焊接的范围小。虽然可以更换各种形状的电极臂，但车身结构复杂，仍然有很多部位无法将钢板两边同时进行焊接，即双面点焊。而单面点焊强度比较低，车身钢板不建议采用；汽车修理行业使用的电阻点焊机，功率小于汽车制造业的工业电阻点焊机。工业焊机可以焊接较厚的钢板(图46)，而修理行业的电阻点焊不允许焊接大梁及板厚3mm以上的钢板。
　　
　　(2)只适合于钢板重叠部位的搭接焊，对其它类型的接头不能焊接。
　　(3)因为在钢板重叠的面上结合，所以从外观上很难判断焊接质量。
　　
　　2.电阻点焊机构造
　　根据冷却方式，电阻点焊机可分为风冷和水冷两种，水冷焊机的性能优于风冷焊机。风冷焊机主要是靠内置风扇的运转，以达到变压器散热的目的。冷却风扇随着焊机的开启和关闭而同时开启和关闭。使用该种类型的焊机时，由于冷却效果相对较差，容易产生过热，每次只能连续焊接20～30个焊点，需要等到冷却后再进行焊接。有些型号的电阻点焊机自身带有过热保护功能，即连续焊接一段时间后，由于产生的热量较大，机器会自动断开焊接开关，这个期间，风扇仍会正常运转，等到冷却后，才可再次进行焊接。水冷焊机主要通过冷却液循环以达到散热的目的，其连续焊接的能力明显优于水冷焊机。这两种焊机到焊枪之间的电缆线主要靠流经电缆线的压缩空气进行冷却。电阻点焊机主要由变压器、控制器、带有可更换电极臂的焊枪和悬臂机构等组成(图47)。
　　
　　(1)焊枪
　　焊枪(图48)的作用是通过电极臂向焊接的钢板施加压力，并供应电流。大多数电阻焊机的焊枪上带有气缸，通过手柄控制开关。形成气动加紧装置。有些车身钢板整形机也会具有电阻点焊功能，不过没有加力装置，完全靠手的力量控制压力的大小，所以无法满足车身结构件的焊接要求。
　　
　　(2)变压器
　　变压器的功能主要是将220V或者380V的一次电压，转变为数伏的二次低电压及高电流。变压器和焊枪有的安装在一起，也有通过电缆连接分开安装的。修理行业使用的电阻点焊机，变压器一般安装在主机上，和焊枪之间有一条电缆连接，这就需要变压器的功率较大，以补偿变压器和焊枪之间的电缆电力损耗。
　　(3)控制器
　　控制器主要用于调节电流输出的强弱及焊接电流通过的时间等(图49)。根据焊机的种类及型号不同，有的是通过旋钮进行调节，有的则是以按键式控制面板的形式进行调节。在焊接时间内，焊接电流被接通并通过被焊接的金属板，然后电流被断开。有些焊机只需要人工选择钢板的厚度及材质，焊机程序便会感应并自动生成焊接时间的长短与焊接电流的大小，甚至钢板表面产生轻微锈蚀时，焊机还会继续提供电流补偿以确保焊接质量。
　　
　　(4)悬臂机构
　　悬臂机构通过一根可伸缩的钢丝绳将焊枪悬吊起来。高度可以进行调整。电阻点焊机的焊枪较重，焊接操作过程中较为费力，悬臂机构可以在焊枪低于其设定高度时，提供一个向上的提升力，这样可有效减少焊接时的负重，降低劳动强度。
　　
　　3.电阻点焊的焊接原理
　　电阻点焊属于压接焊中的电阻焊接种类，其原理是通过焊枪上的电极臂对重叠的钢板进行加压。利用低电压、高电流。流过加紧在一起的钢板重叠部位时产生的电阻热量，将局部加热到半熔融状态，在挤压力的作用下将它们接合在一起，冷却后形成熔核。
　　电阻产生的热量与电阻、焊接时间、电流成正比关系，是非常关键的因素。如果金属局部完全熔化，将形成熔池，在压力的作用下熔深会很深，质量无法保证，如果温度很低，即使在压力的作用下，两块钢板也不可能结合在一起。所以比较理想的温度，是将两块金属同时加热到半熔融状态下施压。半熔融是指金属完全熔化前的一种液态与固态共存的状态，此时钢板局部已经软化，接合部在压力的作用下使其组织致密性提高，从而达到所需的机械性能。所以，电阻点焊的作业顺序应为加压、焊接、保持(图50)。
　　
　　
　　4.电阻点焊要素
　　电阻点焊质量有很多因素决定，其中电极压力、焊接电流和通电时间相对较为关键，被称为电阻点焊焊接三要素。除此以外，焊接质量与电极臂、电极头、母材状态及表面处理、焊点位置与数量等也有很大的关系。
　　(1)电极压力
　　电流过大、压力过小将会在焊接时产生飞溅。在焊接电流不变的情况下，如果压力过小，焊点熔深会很浅，不能有效提高接头的致密性，同时还会产生飞溅，导致接头强度降低；如果压力过高，会使电极头压入被焊金属软化部位过深，同时焊点熔核就会越小，接头强度也会降低。这是因为施加的压力越大，通电面积将会越大，电流不能集中流过焊接部位，从而使热量减少，导致熔核相应变小。
　　(2)焊接电流
　　焊接电流的大小由焊接金属板的厚度、材质及电极臂的长度决定，当焊接较薄的金属板或者使用缩短型的电极臂时，应减小焊接电流；当焊接较厚的金属板或者使用加长型、宽距离的电极臂时，应加大焊接电流。
　　随着焊接电流的增加，熔核的直径也会相应增大，强度也会增加。当电流达到一定程度时，就会发生板内喷溅，如果此时增加压力，就可以增加焊接部位的通电面积，便可将焊接溅出物降低到最小值。焊接电流与电极压力有着密切的关联，能否相互协调直接影响着焊接质量。
　　(3)焊接时间
　　焊接电流不变的情况下，焊接部位产生的热量，随着焊接时间的增加而增加，熔核也会相应变大。如果进一步增加焊接时间，不仅不能进一步增加熔核的直径。相反还会造成热应变等问题；如果焊接时间减少，熔核也会相应减小。同理，如果焊接时间不变，增加或减小焊接电流也会导致焊接部位的热量相应增加或减小。
　　焊接电流和通电时间直接关系到焊接部位的热量，一般可以通过焊接后的焊点颜色就可以判断电流与焊接时间的大小。正常情况下，焊接后的焊点中间，即电极头接触的部位颜色不会发生变化(图51)，与没焊之前的颜色相近，如果出现火色，说明焊接部位的热量较大，应相应减小焊接电流或通电时间。
　　有些焊机无法调整焊接电流和加压力量，可以适当延长焊接时间来保证焊接的强度。
　　(4)电极臂的选择与调整
　　焊枪臂由电阻较小，且导电性较好的 铜合金制成，一台焊机会配备一套长度和形状不同的可更换电极臂，以满足车身不同位置的焊接需求。正常情况下，应选择较短的标准型电极臂，以获得稳定的电流和较大的压力。随着电极臂的长度增加，焊接压力会相应减小，电流也会相应损耗，导致焊接质量下降。当使用加长型或宽距离的电极臂臂时，高强度电流会由于电缆长度增加而降低。需要调整焊机上的控制面板，将输出的电流强度调高。
　　安装或更换电极臂后，应使用双手挤压上下电极头或者开启焊枪手柄控制开关，注意观察电极头是否对准，确保在同一条轴线上。如果有偏差或位置不正(图52)，将会造成焊接时钢板变形、加压不充分或电流过小，影响焊接质量。
　　(5)电极头选择与维护
　　电极头的直径通常为焊接钢板厚度的2倍加3mm。如果电极头直径过大，会使电流密度下降而使焊点直径变小，如果电极头直径过小，焊点的直径也不会变大。在长期的使用过程中，电极头端面容易粘附焊接燃烧物和杂质，将会导致焊接时此处电阻增大，电流难以有效流通；如果继续焊接，将会使电极头不能充分散热而变得红热，造成电极头过度损坏、焊接电流大幅度下降，甚至出现焊接飞溅。所以焊接时应该合理地安排休止过程，以便让电极头有冷却的时间。电极头过热时，可使用压缩空气或潮湿的毛巾将电极头冷却。应经常检查电极头端面，及时使用锉刀或砂纸清理焊接燃烧物或杂质，直至漏出金属光泽。如果电极头损坏，应进行更换或使用专用工具进行修整。
　　(6)点焊位置与数量
　　单个焊点的强度，取决于以上诸多的要素和条件，但整体强度则取决于焊点的间距和边缘距离。间距越短，焊接强度就可以进一步增大，但超过一定的限度后，强度将不再增大。这是因为焊接电流将会分流到附近的焊接点。造成焊接部位的电流减小，焊接强度降低。如果焊点到边缘的距离不够大，也会降低焊点的强度，可参照(图53)进行选取。
　　修理行业使用的焊机功率小于工业焊机，所以要求在原有焊点的基础上加焊30％的焊点。
　　(7)电缆线的影响
　　焊机连接到电源的电缆线应符合标准并尽可能的短，这样可以获得稳定的焊接电流。如果需要使用延长电缆，应使用10mm2或更高标准的电缆线，并确保延长电缆的长度不超过10m。这样可以避免因电缆线过长造成焊接时的电流损失，同时也可以避免电缆线过热或烧毁。
　　(8)钢板表面处理与防腐
　　电阻点焊前，应将钢板上下表面及端面的漆膜、油污、杂质等彻底清理干净，避免焊接时出现火花或焊接飞溅。飞溅可分为钢板接合面飞溅和钢板外侧飞溅(图54)，除和焊接电流、电极臂压力有直接关系外，和钢板的内、外表面处理不干净也有很大的关系。
　　为保证钢板焊接后的耐久性，焊接前，应在钢板与钢板之间的接台面处理干净的基础上，均匀喷涂一层可导电的锌粉漆进行防腐(图55)。如果焊接前没有这道工序，结合面焊接后的防腐很难采取补救措施。
　　(9)不同厚度及材质的钢板点焊时参数选择
　　对两层材料相同。但厚度不同的钢板进行焊接时，应该按照薄钢板进行参数设定；对两层厚度相同，但材料不同的钢板进行焊接时，应该按照材质强度较大的钢板进行参数设定；对三层厚度相同，但材料不同的钢板进行焊接时，应该按照材质强度较大的钢板进行参数设定；对三层材料相同，但厚度不同的钢板进行焊接时。选择平均值进行设定。钢板的材质可以通过材质检测仪进行判定。检测时将钢板夹在检测仪上(图56)，显示数据后，与图纸比较即可知道钢板的材料。
　　
　　5.电阻点焊质量检验
　　电阻点焊焊接后。如果两块钢板分开。其中一块应该出现至少不小于焊点直径的孔，这是检验焊点质量的重要标准(图57)。正式焊接前，应该进行试焊，然后通过下列方法检验焊点质量，以判断焊接参数是否调整合适。
　　(1)目测
　　通过肉眼观察焊点数量、焊接位置是否符合要求，有无焊接气孔、飞溅及龟裂，焊点熔深等，这些缺陷比较直观，很容易进行判断。
　　(2)非破坏实验
　　将錾子插入焊接的两层钢板，并尽量靠近两个焊点的中间，使用手锤轻击錾子的后部，当两块钢板出现3ram左右的间隙时，如果钢板分开，需要重新调整焊接参数。
　　(3)破坏实验
　　破坏实验可分为撕裂实验、扭曲实验两种方法。
　　撕裂实验是将焊接后两块钢板分别夹在专用试验台上，然后施加拉力，将两块钢板分开，观察撕开后的焊点情况进行判断质量。正常情况下。撕裂后在其中一块钢板上应该出现一个大于焊点直径的孔(图58)，如果孔的直径小于焊点直径或没出现孔，说明焊接质量不合格，需要重新进行调整焊接参数。
　　扭曲实验是指使用大力钳分别夹住两块钢板来回扭动，直至钢板分开。扭曲后其中一块钢板上出现的孔与焊点直径相同(图59)，如果较小或没有出现孔，也需要重新调整焊接参数。扭曲实验比较容易进行，适合试焊时，检验焊接参数是否调整到位。(未完待续)