多点共极傀儡式单面点焊在车门总成焊接中的应用

2018-08-14张太国吴樟洪

现代工业经济和信息化 2018年9期

刘杰，张太国，吴樟洪

（重庆长安汽车股份有限公司模具事业部，重庆 401120）

引言

随着汽车工业的发展，消费者对汽车车身的外观要求越来越高。车门是客户最先接触和使用频次最高的部件，其外观质量将给客户带来最直接的体验。为了保证车门外观和配合间隙，要求车门必须有较好的一致性和互换性，但是，车门总成扣合后，由于压力等多方面的因素，车门内板和车门外板之间会有窜动现象，会影响车门的一致性。

1 工艺方法

目前汽车生产企业为解决汽车车门内外板窜动问题所采用的工艺方法主要有三种：手工点焊、MIG/CO2焊点、单面点焊。手工点焊是指工人操作焊钳，在门盖扣合边内外板连接处增加几个焊点，增加扣合边强度，防止内外板的窜动；MIG/CO2焊点是指在门盖扣合边内外板连接处添加一定数量的MIG/CO2气体保护焊点以增加门盖内外板连接强度的工艺方法[1]；单面点焊工艺为电极由工件的同一侧向焊接处馈电，即在外板翻边和内板结合处形成焊点达到增加内外板连接强度的目的[2]。表l所示为三种不同防窜动工艺方法优缺点等方面的对比。

表1 三种不同防窜动工艺方法对比

由表1对比可以知道，单面点焊相对于其他两种工艺方法，具有较高的焊接质量，几乎可达到A级面的质量要求，后期不用刮灰处理。但是传统的单面点焊结构相对复杂，采用的是一个焊点对应一套焊接装置，本文对传统单面点焊进行升级，采用多点共极方式，即以车门内板为共用电极，完成多个焊点的焊接，一套装置，满足多个焊点，可大大简化夹具结构，降低成本。

2 工作原理

2.1 单面点焊

单面点焊是仅在焊件的一面用一个电极加压并通电完成点焊的方法，是电阻点焊的一种特殊形式，它既满足普通压力电阻点焊的原理要求，又有自己独特的特点。焊接原理是通过焊枪、地线在板件之间形成电流同路，使板件溶化形成局部溶核的过程。单面焊点如图1所示。

图1 单面焊点

2.2 傀儡焊

傀儡焊是一种利用外部焊机焊钳提供焊接电流并控制焊接参数，通过铜排、附缆传递电流至傀儡焊钳，傀儡焊钳压紧板件形成回路，利用电流流过傀儡焊钳接头的接触面及临近区域产生的电阻热进行焊接的方法，其原理等同于电阻点焊[3]。冷却方式有空冷和水冷两种形式，常用方式是空冷。傀儡焊图如下页图2所示。

2.3 傀儡式单面点焊

傀儡焊式单面点焊是指综合单面点焊和傀儡焊的两种方式的特点，其控制方式为傀儡焊，其焊接方式为单面点焊。对于此种类型的傀儡焊接，其结构特点为一个电极仅对应一个焊点，即一套点焊设备一次仅焊接一个点。工作原理是焊钳在铜板处操作，电流一侧通过上铜板、空冷电缆到内板，电流另一侧通过下铜板、空冷电缆到外边翻边，在内板和外边翻边形成焊点。傀儡式单面点焊如图3所示。

图2 傀儡焊

图3 傀儡式单面点焊

2.4 多点共极傀儡式单面点焊

多点共极傀儡式单面点焊，是在傀儡式单面点焊的基础上进行改良设计，以内板为共用电极（负极），焊点位置的压紧点为正极，设置一套装置，完成多个焊点的焊接。其工作流程：放置车门零件—夹具夹紧—傀儡焊钳到位—傀儡焊钳夹紧—取焊钳在外部铜排处完成焊接—夹具打开、傀儡焊钳打开—傀儡焊钳移出—取出零件。多点共极傀儡焊如图4所示。

图4 多点共极傀儡焊

3 多点共极傀儡式单面点焊的结构组成

多点共极傀儡式单面点焊按结构功能可分为：外部焊机焊钳、铜排、空冷电缆、内板夹紧机构（负极）、傀儡焊钳、平推机构组成。该装置安装在焊接夹具BASE板上，配合夹具使用。多点共极傀儡式单面点焊机构如图5所示。

图5 多点共极傀儡式单面点焊机构

3.1 外部焊机焊钳

外部焊机焊钳一般有一体化焊机焊钳和分体式焊机焊钳两种。主要作用是提供焊接电流并控制焊接参数。

3.2 铜排

铜排的主要功能是传递焊接电流，有两组上铜排和下铜排（图6所示），分别对应二次回路电流的流入和流出，两组铜排间采用绝缘垫片隔开，利用螺栓固定在一起。铜排从结构上可细分为受压铜排和传导铜排如下页图7所示，前者直接与外部焊钳电极接触，承受电极压力并传递电流，后者主要起到传递电流的作用。上铜排通过空冷电缆，连接傀儡焊钳；下铜排通过空冷电缆，连接内板夹紧机构。