正確選用螺柱焊機(jī) 確保車身焊接質(zhì)量

0 前言

隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展， 在轎車車身上越來越多地采用了歐美系車型通用的受力不大但能固定車身裝飾件或功能件的螺柱， 這些螺柱通過螺柱焊機(jī)焊接到車身鈑金件上 。而螺柱焊接質(zhì)量的好壞直接影響到后續(xù)工序的裝配 、車身的使用質(zhì)量和耐久性，所以在車身焊接過程中， 螺柱焊質(zhì)量的控制尤為重要 。

1 汽車車身鋼板的特點(diǎn)和對螺柱焊

接的基本要求

汽車車身鋼板的特點(diǎn)： 

(1)鋼板薄；

(2)有些鋼板表面有涂層；

(3)鋼板表面有油污 。

對螺柱焊接的基本要求：

(1)焊接螺柱直徑一般為 M3～ M10；(2)有較好的牢固度和抗拉性； (3)有較好的耐久性 。

2 螺柱焊機(jī)的選擇

針對汽車車身鋼板的特點(diǎn)和對螺柱焊接的基本要求，必須正確選擇適合用于汽車車身焊接的螺柱焊機(jī) 。

針對車身用 M3～ M10的螺柱，焊接方式有電容儲能式和拉弧式兩種 。電容儲能式焊接的不足是工件與焊釘?shù)慕佑|面未經(jīng)過燃燒清理， 有雜質(zhì)存在，易氧化；工件與焊釘之間未能充分熔化和熔合； 因此焊接的牢度不夠， 耐久性差， 更不適合有涂層的工件焊接 。而拉弧式焊接則是通過工件與焊釘之間的引弧燃燒， 清理工件的表面涂層和雜質(zhì)后， 再焊接焊釘，使得工件與焊釘之間充分熔合， 通過金相檢測，除發(fā)現(xiàn)有少量的氣孔外， 很難發(fā)現(xiàn)兩者之間的焊痕，經(jīng)過長期腐蝕也不會發(fā)現(xiàn) 。圖 1為國產(chǎn)拉弧式螺柱焊機(jī)焊接的工件經(jīng)強(qiáng)酸腐蝕后的焊釘剖面 。

使用拉弧式焊接方法焊接的螺柱， 強(qiáng)度高 、耐久性好，適用于帶涂層工件的焊接 。

由于轎車車身的焊接螺柱， 除強(qiáng)度要求外，還要求有 15年以上的耐久性，即焊接的焊釘使用 15年后也不能與工件脫落， 再加上大部分汽車車身使用鍍鋅板材，因此，汽車生產(chǎn)中主要采用拉弧式螺柱焊機(jī)焊接螺柱 。

雖然轎車車身的螺柱焊接一般使用拉弧式螺柱焊機(jī)，但并不是所有拉弧式螺柱焊機(jī)都可以用于焊接車身的螺柱 。其主要原因是： 拉弧式螺柱焊機(jī)有長周期和短周期 。長周期螺柱焊機(jī)只適合焊接母材較厚的工件，用于母材較薄的工件時容易燒穿； 而汽車車身的鋼板都較薄， 現(xiàn)在有的汽車廠家使用的鋼板，經(jīng)過沖壓拉伸后， 最薄已經(jīng)不足 0．6 mm，因此必須采用短周期拉弧式螺柱焊機(jī)焊接， 且必須是對焊接電流和焊接時間控制精度極高的螺柱焊機(jī)才行，否則就會燒穿鋼板 。控制精度不高的短周期螺柱焊機(jī)同樣不能滿足汽車車身對螺柱焊接的需要 。因此，研究了專門用于汽車車身焊接的螺柱焊機(jī)， 如：EMHART(TUCKER)、NELSON 和深圳鴻 栢科技的國產(chǎn)螺柱焊機(jī)等 。

3 在吉利帝豪轎車選擇螺柱焊機(jī)過程中的體會

吉利帝豪車型車身上共有 3 種規(guī)格螺柱 (M6× 16 ，M6× 20，M6× 30) 共計 45 個，分別位于發(fā)動機(jī)艙 、前后地板等 。

開始建廠時，由于對國產(chǎn)螺柱焊機(jī)不夠了解， 而進(jìn)口的 EMHART(TUCKER)、NELSON 螺柱焊機(jī)價格又太高，于是車間內(nèi)采用德國某進(jìn)口品牌手動拉弧式螺柱焊機(jī) 。它的最大焊接電流 800 A；可調(diào)電流50～ 750A；焊接時間 20～ 600ms(可調(diào) )；輸出工頻電
流，采用晶閘管控制 。由于該品牌的螺柱焊機(jī)不是專門針對汽車生產(chǎn)用的螺柱焊機(jī)， 對于焊接較厚的板材還好，而對于焊接 1．0 mm 以下厚度的板材， 就暴露出不少問題 。如焊接直徑 M6 的螺釘，其螺釘?shù)姆ㄌm直徑為 M8，而該機(jī)器的最大電流為 750 A，只能靠延長焊接時間來實(shí)現(xiàn)焊接 。其結(jié)果是虛焊嚴(yán)重， 在總裝過程中掉釘率高； 在焊接工件的背面出現(xiàn)凸包一直無法避免， 且燒穿的頻次較高 (根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，5％的頻次出現(xiàn)燒穿， 需要進(jìn)行 CO 2 氣保焊進(jìn)行修補(bǔ))。焊接參數(shù)經(jīng)過廠家多次調(diào)整都不理想， 以至于在螺柱焊工位專門配備了一臺 CO 2 氣保焊機(jī) 。

為了解決螺柱焊機(jī)的虛焊和焊穿問題， 吉利汽車公司咨詢了多個汽車生產(chǎn)廠家 。當(dāng)?shù)弥黄蟊姟⑵嫒鹌嚨葟S家都在使用國產(chǎn)螺柱焊機(jī)后， 公司于 2010 年 3 月購進(jìn)了國產(chǎn)品牌的轎車車身專用螺柱焊機(jī) 。該機(jī)器采用 IGBT逆變技術(shù)和 DSP數(shù)字控制技術(shù)；彩色顯示屏， 中英文菜單， 觸摸屏操作； 頻率20kHz；最大焊接電流 1 500 A。該螺柱焊機(jī)對焊接電流和焊接時間的控制十分精確 。從實(shí)際焊接效果來看，采用國產(chǎn)的汽車車身專用螺柱焊機(jī)焊接后， 工件背面的凸包現(xiàn)象有了明顯改善， 試用一個多月來，工件沒有燒穿現(xiàn)象發(fā)生， 焊接后的螺釘也不再需要 CO 2 氣保焊機(jī)補(bǔ)焊， 大大減少了工人的勞動強(qiáng)度，提高了工件的焊接質(zhì)量 。