圖1 油箱
近年來隨著汽車、拖拉機、航空航天、建筑以及運輸?shù)裙I(yè)的飛速發(fā)展，相應(yīng)的工業(yè)設(shè)備在其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加工工藝及應(yīng)用領(lǐng)域不斷更新、發(fā)展，對產(chǎn)品的加工質(zhì)量要求不斷提高，電阻焊機已成為工業(yè)產(chǎn)品覆蓋件及零部件加工的主要焊接設(shè)備。
電阻焊機在生產(chǎn)過程中可以對各種形狀的覆蓋件產(chǎn)品進行焊接加工，實現(xiàn)工件的縫焊、凸焊、對焊和點焊的加工過程。它的優(yōu)點是速度快、深度大、變形小而且生產(chǎn)效率高，并可實現(xiàn)柔性化和智能化控制，可對低碳鋼板、合金鋼板、鍍層鋼板和不銹鋼板等進行有效地焊接，憑借其高效、獨特的加工方式在工業(yè)生產(chǎn)過程當中得到了廣泛的應(yīng)用。
電阻焊接過程較為復(fù)雜，包含了多種影響焊接質(zhì)量的因素，如被焊材料、焊接電流、電極壓力、焊接時間、設(shè)備冷卻、電極材料、形狀及尺寸、分流和工件表面狀態(tài)等。如果操作人員在焊接生產(chǎn)過程中不能夠掌握正確的焊接方法、技術(shù)參數(shù)和加工工藝，將給焊接質(zhì)量控制帶來較大的困難。
圖2 縫焊機
影響焊接質(zhì)量的因素
1.被焊材料對焊接質(zhì)量的影響
被焊材料在實施焊接之前必須進行清潔處理，清理方法分機械清理和化學(xué)清理兩種。常用的機械清理方法有噴砂、噴丸、拋光以及用紗布或鋼絲刷等。被焊材料表面的油污和銹斑會使電極與工件之間的電阻增大、焊點不牢固及焊接過程中產(chǎn)生飛濺，使焊接質(zhì)量下降。例如在縫合油箱（如圖1）或暖氣片之類要求密閉的工件時，更應(yīng)將被焊材料的表面處理干凈，因工件需要縫合焊接一周，如果有一處沒有處理干凈，就會在這一處出現(xiàn)縫合不牢，在工件試壓過程中發(fā)生漏氣現(xiàn)象。對于此類焊接要求較高的工件需用化學(xué)清理，用清洗設(shè)備配合高溫清洗液將工件清洗干凈才能夠進行焊接生產(chǎn)。用于縫合油箱的縫焊機如圖2所示。
2.焊接電流及時間對焊接質(zhì)量的影響
整個焊接的加工過程由4個基本環(huán)節(jié)來控制：圖3中控制箱面板上的1、2、3和4分別為加壓、焊接、維持和休息4個程序，這4個環(huán)節(jié)循環(huán)工作，必要時可增加附加程序。焊接電流的參數(shù)調(diào)整對焊接質(zhì)量的控制至關(guān)重要，采用遞增的調(diào)幅電流可以減小擠出金屬。被焊金屬的性能和厚度是選擇焊接電流的主要依據(jù)，電流大小和焊接時間、電極壓力、維持時間、工件厚度及工件材質(zhì)等密切相關(guān)。焊接時間由焊接電流和凸點剛度決定，焊接時間的調(diào)整以周波的整倍計算（一周為0.02s）。通電時間的長短直接影響電流輸入熱量的大小，由于電極是內(nèi)水冷卻，電極上散失的熱量往往是輸入總熱量的一半，要相互配合調(diào)整。在生產(chǎn)過程中，多臺焊機的同時工作和電網(wǎng)電壓的波動都會對焊接電流產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓的補償和采用恒電流方式工作。
圖3 控制箱面板
3. 電極壓力及尺寸對焊接質(zhì)量的影響
電極壓力的大小一方面影響電阻的數(shù)值，另一方面影響焊件向電極的散熱情況。過小的電極壓力將導(dǎo)致電阻增大、析熱量過多且散熱較差，引起前期飛濺，而飛濺帶走大量的熱量和焊核金屬會使形核難度增加，從而降低焊接強度；過大的電極壓力將導(dǎo)致電阻減小、析熱量減少以及熔核尺寸縮小，尤其是焊透率顯著下降。目前，我公司點焊時主要采用錐臺形和球面形兩種電極，電極尺寸（如圖4）對鋼焊點破壞后的鈕扣直徑有很大影響，電極的壓力信號傳遞是飛濺產(chǎn)生的最重要標志，電極壓力參數(shù)的調(diào)整是否合適，對焊接質(zhì)量的影響巨大。
圖4 電極
4. 其他方面對焊接質(zhì)量的影響
在實際焊接過程中，諸如工件的材料和厚度、工件的表面狀態(tài)以及電極的端面形狀和尺寸等，都對焊接質(zhì)量有較大影響。工件的材料不同時，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差的材料產(chǎn)熱易而散熱難；厚度不等時，厚件一邊電阻大、交界面離電極遠，故產(chǎn)熱多而散熱少。電氣控制環(huán)節(jié)技術(shù)參數(shù)的調(diào)整和焊接加工方面的工藝要求都需要設(shè)備操作人員熟練掌握。
影響焊接質(zhì)量因素的解決方案
1.無論是哪種焊接形式，工件在焊接之前必須進行工件表面清理，以保證各接頭焊接質(zhì)量穩(wěn)定。
2.使用電流實時監(jiān)控功能，隨時掌握工作過程中的電流變化情況，并采用恒電流工作方式來保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定。
3.使用電流遞增控制功能，在焊機點夠一定數(shù)量的焊點之后，通水電纜的使用性能會逐漸下降，電流階梯上升功能可以補償焊接電流的變化，使通水電纜的性能充分發(fā)揮出來。
圖5 電阻焊接示意圖
4.對于無法進行實時監(jiān)控的情況，可以使用大電流測試儀定期對焊接電流進行檢測和調(diào)整，以保證設(shè)備的最佳焊接狀態(tài)。
5.要求設(shè)備操作人員熟悉電阻焊的工作原理（如圖5）和焊接技術(shù)參數(shù)的調(diào)整方法。焊接參數(shù)的選定主要由3個變量決定，即焊接電流、焊接時間和電極壓力（如表所示）。點焊時各參數(shù)相互影響，調(diào)整好以上3個變量的技術(shù)參數(shù)就基本保證了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。
焊接參數(shù)
結(jié)語
目前我公司車身生產(chǎn)中的焊接質(zhì)量只能靠工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢查，或者依靠各種監(jiān)控技術(shù)來保證，做到以上方法雖然不能使焊接質(zhì)量達到盡善盡美，但完全可以滿足多數(shù)生產(chǎn)方面的工藝要求。隨著我國微電子技術(shù)的發(fā)展和大功率可控硅、整流器的開發(fā)，為電阻焊技術(shù)的提高提供了有利條件。由集成電器元件和微型計算機制成的控制箱已用于新型焊機的配套和老焊機的改造。恒流法、動態(tài)電阻和熱膨脹電極位移等先進的閉環(huán)監(jiān)控技術(shù)已開始在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，為電阻焊技術(shù)的質(zhì)量保證提供了有利條件。
