焊接凸臺在工藝焊點上的應用

針對門蓋在焊裝裝配調整合格后，仍會出現(xiàn)門蓋平度、間隙變化的問題，本文引入焊接凸臺在門蓋焊點上應用的概念，提出了一種新的工藝方式——利用焊接凸臺實現(xiàn)焊接，從而提高了門蓋的剛度，減少了表面的變形。

門蓋在焊裝裝配調整合格后，如不采取任何措施，在運輸及涂裝過程中受外力及內(nèi)應力釋放等因素的影響，門蓋的平度、間隙會發(fā)生較大變化。這種現(xiàn)象在汽車行業(yè)普遍存在，特別對平度的影響較為明顯。針對此問題，本文引入焊接凸臺在門蓋焊點上應用的概念，提出了一種新的工藝方式——利用焊接凸臺實現(xiàn)焊接，以達到提高門蓋的剛度，同時減少表面變形的目的。本文闡述了實現(xiàn)門蓋工藝焊點的分類、工作原理及特點，并重點介紹了凸臺焊接工藝在奇瑞汽車上的應用。

實現(xiàn)門蓋工藝焊點的工作原理

工藝焊點可理解為從產(chǎn)品定義角度并無需求，而從工藝、過程制造的角度為提高過程質量的穩(wěn)定性而采取的一種工藝。實現(xiàn)門蓋工藝焊點的方法有雙面點焊、單面單點焊接、單面雙點焊接和凸臺單面雙點焊接。

1.雙面點焊

雙面點焊采用電阻焊的原理，利用固定或活動的焊接設備進行焊接。由于工藝焊點產(chǎn)品對強度并無特別要求，雙面點焊時可通過減少壓力、電流等方式來減小熔核及表面變形的效果，并可在外板外增加塊銅墊板以減少外板的變形量。普通壓力電阻點焊原理如圖1所示，電流線溫度曲線如圖2所示。

雙面點焊具有如下優(yōu)點：成本低、操作方便;適合于外面表有裝飾件的區(qū)域焊接。其缺點是：調試周期長，為減少表面變形，需不停地驗證各類參數(shù);表面變形較大，需打磨;對表面件的后續(xù)維護成本較高，質量不穩(wěn)定。

2.單面單點焊接

將電極置于板件內(nèi)側，單面點焊符合上述的壓力電阻點焊的基本原理，均是通過形成電流回路利用電阻熱形成焊點。與普通壓力電阻點焊不同的是，單面點焊的壓力電極在內(nèi)側利用外板作為地線，引回電流。單面點焊的工作原理如圖3所示。

焊接凸臺在工藝焊點上的應用

單面單點焊接的優(yōu)點是：成本相對較低、多用于固定設備或機器人焊接;適合于外面表有裝飾件的區(qū)域焊接。其缺點是：表面變形仍存在，有一定的打磨量;對表面件的后續(xù)維護成本較高，質量不穩(wěn)定。

3.單面雙點焊接

單面雙點焊接符合上述雙面點焊的基本原理，與普通壓力電阻點焊不同的是，將兩電極均放在門蓋的內(nèi)側，因此單面點焊的熔核相對于普通壓力電阻點焊所形成的熔核較為偏心，即其熔核大部分在和壓力電極接觸的焊接件一側，對提高零件表面質量有一定的幫助。其工作原理如圖4所示。

在外觀類要求較為嚴格的門蓋類零部件上，單面雙點焊接的應用能夠有效提高門蓋的剛度，減少表面變形。如圖5所示，奇瑞艾瑞澤七、艾瑞五上就采用了此工藝。單面雙點焊接工藝通過兩個氣缸推動置于門內(nèi)板側的電極，與外板接觸的絕緣夾頭形成作用力，從而確保壓力滿足焊接要求，再通電流焊接形成熔核。即使在可視區(qū)較弱的地方，工件的變型量也是可以接受的。

單面雙點焊接具有如下優(yōu)點：成本相對較低，多用于固定設備或機器人焊接;適合于外表面有裝飾件的區(qū)域焊接。其缺點是：表面仍存在一定程度的變形，有一定的打磨量;對表面件的后續(xù)維護成本較高，質量不穩(wěn)定。

4.凸臺單面雙點焊接

基于上述分析，在進一步減少對表面變型量的影響中存在著這樣一對矛盾，從變形角度來證明，需盡量減少焊接電流及壓力，但尺寸變化大且存在角度的門蓋的內(nèi)外板間要增加連接強度，則需增加熔核。

通過對焊接原理的研究，并借鑒某一外企的做法，奇瑞公司開發(fā)出了一種利用板件凸臺實現(xiàn)焊接的工藝方法，既對總成的剛度有了很大的提升，解決了后續(xù)變形問題，又極大程度上減少了外板的表面變形。具體做法是：在需要焊接的部位處對應的內(nèi)板上起凸包(包邊時模具在凸包處做避讓)，利用電阻焊接觸面小相應電阻變大，相應產(chǎn)生的熱量比較多的原理實現(xiàn)焊接。此時，熔核會極大程度地偏向內(nèi)板與包邊側，而外板的外表面與內(nèi)板將產(chǎn)生很小的熔核，從而外板的變形極其輕微。該方法可有效降低因單面點焊原因導致的外表面變形。凸臺單面雙點焊接原理如圖6所示。

凸臺單面雙點焊接具有如下優(yōu)點：成本相對較低、多用固定設備或機器人焊接;表面變形輕微，質量相對穩(wěn)定;焊接效率高，一次可完成兩個焊的焊接工作。其缺點是時而有一定的打磨量。

采用焊接凸臺工藝后的實物對比

經(jīng)手工驗證的方法確認有效后，焊接凸臺工藝在奇瑞后續(xù)新開發(fā)的T15車型上進行了應用。對增加焊接凸臺前后的實物質量進行對比分析，對增加工藝焊接與不進行處理到總裝后出現(xiàn)變形量的對比分析，各分析數(shù)據(jù)總結如圖7、圖8、圖9和圖10所示。通過驗證，雖時而仍有些打磨量的出現(xiàn)，但相對前期的工藝焊點的方式已有了很大的進步。

由于車身進入涂裝加熱前，內(nèi)外板的折邊膠、隔振膠等的連接性能都未發(fā)生，僅靠壓合模壓合后的內(nèi)外板的夾緊力，不足以克服外在沖擊、板件內(nèi)力及涂裝的受熱變形。隨著對車身品質的要求越來越高，在焊裝進行相應的工藝處理的必要性也日益突顯，高頻固化由于受成本的壓力許多企業(yè)目前尚未采用，而相對之下，采用板件凸臺的單面雙點焊工藝，具有一定經(jīng)濟性，非常值得推廣應用。對結設計的剛度很低的車型，在前期產(chǎn)品、工藝的試制驗證時，確定是否需要將凸臺單面雙點焊及高頻固化同時使用也是一項需要開展的工作。