新型螺柱点焊装置结构及应用

摘 要：在汽车制造领域中用于满足紧固其他装饰和功能零件，需要在车身各种类型金属板材上焊接不同规格的螺柱。但由于拉弧式的电弧焊接方式自身的不稳定性引发螺柱虚焊问题，为提升螺柱的焊接质量和生产效率，利用机器人点焊工艺替代传统的拉弧式螺柱焊将是一项值得应用和推广的新兴技术！

关键词：汽车;螺柱;焊接质量;点焊

0 引言

以下的几种螺柱（下图）通常在产品开发阶段被设计成拉弧方式的焊接生产工艺。然而通过长期对拉弧式螺柱焊接工艺的学习和实践发现，这种焊接工艺的本质由于属于弧焊范畴，所以焊接质量完全取决于电弧对母材熔解的热量输出以及母材之间的固溶冷却方式。因此要在几十毫秒焊接时间和2毫米电弧长度控制范围内（暂不考虑其他变化因素）确保大批量焊接产品满足同样的质量要求，需要投入非常高的设备维护、产品检验、工艺调试等人力、物力。

1 新型螺柱点焊装置的具体内容

1.1 螺柱凸焊工艺条件分析

鉴于点焊与凸焊的工艺原理非常接近，以及上述螺柱在凸焊工艺上取得的良好效果，点焊工艺替代拉弧焊工艺具有极高的可行性！按照M6螺柱的焊接端盘直径（8.5～9mm）相当于1.5倍的点焊熔核控制标准，结合施焊板材的规格仅需要将同类点焊工艺条件优化到与之相匹配的使用范围并将对应螺柱的新型点焊定位工装增补到原始点焊工位（下图）内，通过焊接机器人替代人工进行生产作业！通过实际调查，机器人点焊的焊枪可以提供出与凸焊设备等效作用的焊接压力，工艺转化实施的关键是需要设计出一组可以运用到机器人点焊中的新型螺柱焊接定位工装！

1.2 装置的主要组成部分

此螺柱凸焊装置由上电极组件和下电极组件构成。装配示意图及工作状态如下图所示：

1.3 工作说明

通过上述新型点焊定位工装的使用，实现了M6螺柱由拉弧焊到机器人自动点焊的工艺转变！该新型工装在点焊工位使用过程中，需要预先将螺柱安装到工装的上电极内，同时下电極与钣金零件的表面要贴合。利用原始点焊工装的夹头自动翻转条件将螺柱提供在预焊位置上，最后在新型夹具的气缸作用下将上电极内的螺钉焊接面与钣金零件表面相接触。生产过程中，由焊枪来输出符合焊接工艺条件的电极压力和电流等。当螺柱焊接完成后，利用新型夹具的气缸将延伸上电极脱离已经焊接完成的螺柱，直至该工位所有焊接工艺的完成和夹具全部打开！

2 结束语

这种新型螺柱点焊定位工装的使用可以把部分拉弧焊接螺柱转移到点焊设备上进行生产，有效避免了因电弧焊接自身的不稳定性引发的螺柱虚焊问题！通过对两种不同的焊接工艺条件完成生产的螺柱焊接质量比较，点焊能够针对薄板零件更好的消除板材脆化、焊穿以及焊接飞溅等质量缺陷！因此，点焊后的螺柱焊接质量可以极大缓解检验环节的工作负担和压力，并且能够在根本上解决因为拉弧式焊接的虚焊率偏高而增加的部分螺柱全数CO2补焊的重复性工作要求，同时在焊接自动化率提升上取得明显效果！

参考文献：

[1]梁荣坚.机械加工中的工装夹具定位设计方法[J].机械管理开发，2019，02（002）：190.

[2]任桂华.焊接新技术在汽车制造业中的应用及发展趋势[J].现代机械，2005（03）.

[3]倪良琴.浅谈自动焊接机在机械焊接中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（33）.

作者简介：崔丽霞（1980-），女，吉林松原人，本科，学士，机械工程师兼项目管理，从事自动焊接夹具与模具设计工作。