分析点焊设备及镀锌板点焊工艺

总结：焊接同样厚度镀锌板与冷轧钢板时，前者的电流高于后者，电流将会提升至10%～30%。

而焊接参数二次脉冲中，因为镀锌板会增加锌层，焊接的时候电流太高，电极磨损的速度就会相对增加，出现飞溅的情况，因此传统单脉冲方式不符合镀锌板焊接要求，目前采取多脉冲焊接方式。多脉冲原理为第一次焊接一定要先将锌层打破，第二次焊接是钢板的焊接，这样的焊接方式可减少焊点粘铜，并减少的飞溅的情况出现。而锌层参数的确定，本次开开展以下研究，使用厚度相同的钢板、材质的镀锌试片，设置通电时间为0.1秒（5周波），初始电流设置在3500A，并渐渐的增大，每次可增加至500A，经反复试验，当电流增加至4000～4500A时锌层被打破，数据设置多脉冲焊接参数即可[3]。点焊工艺的参数选择方面，在开展点焊操作时，因为镀锌板材料表层的锌和电极发生反应，镀锌层位于电极上方，出现氧化锌这样的情况，从而使得电极性能发生变化，加快电极磨损速度，减少且使用寿命的；以此同时，工件与电极基础面积大，使得电流密度增大，影响焊接质量及性能。锌层进入焊接部分，焊点易发生裂纹或者是气孔，从而影响焊接件的质量。

3.3 改善焊点质量

镀锌板焊接时需要将焊接电流，并采用二次脉冲的方式，出现主缆冷却不良以及电极臀过热和电极帽粘贴的情况。选择焊钳电极帽材质，汽车厂使用的电极帽材质一般为锆铬铜，锆铬铜是在铜中参入0.25%的锆以及0.1%的铬组合而成的合金。为解决该问题，当前汽车厂采用弥散铝强化铜材质的电极帽，该材质的电极帽在铜中放入0.5%或者是0.1%的AL2O3形成合金。而含有该成分的铜因为其颗粒结构的紧密对锌有一个穿透的作用，可减少锌层反应，而与此同时AL2O3抗分解对液体金属的侵蚀有一个抵制的作用。某一款汽车中，该材质电极帽可减少点焊粘铜的情况，但不能完全去除粘铜现象[4]。规范制定电极帽修磨工作，粘铜会使得电极帽磨损速度加快，因此需要将各个工位焊钳焊接参数，将电极帽的修磨操作规范，有利于降低粘铜的情况发生及减少电极帽的磨损。提升焊接质量实例分析：母材厚度2mm，镀锌钢板2GA，焊点工艺操作方式如下：

（1）焊前准备工作：焊前对焊表面做好常规处理，特别是油污、铁锈或者是水分等钢板，然后检查电极头，保证电极头表面清洁，并且可投入工作状态。（2）焊件定位：完成上一步焊件表面清洁工作后，将次固定。每一次焊接需要将钢板进行压紧或者是定位，尤其是面积较大的焊接件，可利用大汽缸夹紧。焊接工艺程序多，焊接时间长，需要做好防错装置，避免遗漏某一道工序。（3）选择电极材质：根据以上步骤可知，电极与镀层会发生反应，因此点焊时，电极发挥极为重要的影响，并且经过多次点焊，电极的影响慢慢的减弱，其端面磨损面积较大，表面会出现腐蚀的情况，因此在汽车镀锌板材料焊接这一方面，一般采取硬度较强的铬锆铜电极，表现出较强的耐磨性，显示斜锥形。（4）选择焊接设备：汽车镀锌板材的焊接，现代工艺中使用机器人完成焊接工作，局部通过焊条电弧焊完成焊接。机器人焊接质量有保证，焊点可重复性良好，可做精确定位，焊点质量不会受到焊工工作状态的影响。同时，通过机器人焊接的方式，也可避免焊接变形或者是不稳定性，局部补焊 以焊条电弧焊作为辅助。（5）焊接工艺制订要点：汽车电信板材焊接件厚度一般为2mm上下，使用点焊工艺，制订焊接工艺之前，要对实际焊接定位、分流以及焊接变形、工件等方面进行思考。（6）焊后检测工作：根据焊接实际工作，首先，对焊接头以及热影响区域做好金相就检查，确定焊缝是否有气孔、未熔合、裂纹或者是未焊透等情况。其次，就要对焊缝做X射线探伤；最后，对焊接头做硬度测试。

3.4 改善焊接冷却系统

冷却不善的改善工作中，悬挂点焊机循坏水使用的流量为每分钟18L，足够普通冷轧钢板点焊接设备时要求的冷却条件。但因为镀锌板焊接时的电流以及通电时长的变化，流量不能满足冷却需求，由此出现主缆过热的情况，不能再继续开展生产工作。对焊钳冷却效果进行改善，需要进一步对循环水系统进行改造，具体情况如下：改善前：电极臀以及辅电缆和主电缆是串聯的关系，进水管出来的水的按照电极臀、辅电缆以及主电缆的顺序的进行冷却，这样的冷却方式称之为弱水冷，详细可见图1所示。电极臀进入冷却水过程中温度会渐渐的增高，到达电缆水温已达到一定的温度，而主电缆冷却效果比较差，主要显现为主电缆过热[5]。

而改善后，电极臀与辅电缆为串联，与主电缆是并联。进水管出水分为2路，一路冷却电极臀以及辅电缆，而另外一路则是冷却主电缆，这样的冷却方式成为强水冷，可见图2所示，冷却主电缆与冷却电极臀水温与初始水水温相同，对主缆过热有一个良好的缓解过程。

3.5 选取焊接设备

工频焊机具有价格便宜、耐用以及维修便利等优势，汽车车身将普通冷轧钢板作为主要板材，加上对工频焊机性能要求不高，被广泛应用于此，当前汽车厂引入镀锌板后，焊接参数需要不断的调整，工频焊机容量不能满足较大型工艺参数设置的需求，就会出现超负荷运行的情况，其不足之处主要有几个方面：其一，焊机单相供电模式，不利于电网平衡；其二，焊接电流波动与飞溅程度较高；其三，电力配置需求比较高，电能转化率低。由此，可引进中频焊机，该设备为三相同时供电模式，具有对电网冲击小、焊机平稳等优点。而针对工频焊机存在的不足，如电力配制高，且电能转化率低等，在引入新焊接设备后（中频焊机），工频焊机与中频焊机的工作原理分析中，后者首先将电网三相50Hz电整流为高电压直流，功率逆变器将直流转换为1千赫兹的高电压方波，然后将中频变压器输送低电压至电极处。逆变频率高，焊接变压器尺寸与质量就越小。

4 结语

汽车行业的快速发展，镀锌板在汽车行业中得到有效利用，可将更多精力探究镀锌板点焊工艺，全面提升焊接质量，延长车身寿命。

参考文献

[1]王亚芬，李志伟，赵广东，谢广明.汽车用镀锌板点焊工艺与性能研究[J].金属世界，2017，（01）：70-72.

[2]张传国.液力变矩器的涡轮外环与拨盘点焊设备及工艺研制[J].金属加工（热加工），2013，（16）：65-67.

[3]李诗语，陈艾青.锂电池自动点焊设备的开发与研制[J].电动工具，2014，（06）：9-13.

[4]罗青.不锈钢点焊设备的使用与焊接控制器选择[J].科技创新与应用，2014，（15）：113.

[5]李红雨，刘仁东，魏世同，吕冬.260BD冷轧烘烤硬化钢镀锌板点焊性能研究[J].上海金属，2016，（01）：20-23+28.

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