浅析汽车车身焊接参数调整

莫云

摘 要：在汽车工业中，汽车车身是一个复杂的结构体。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以焊接是现代车身制造中广泛应用的制造方式。焊接是车身制造过程中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用。在目前汽车白车身的制造中主要的焊接方式有电阻焊、CO2气体保护焊和激光焊接。电阻焊运用广泛，电阻焊接的关键在于焊接电流、焊接压力、焊接时间的控制，这三个要素为电阻焊接过程中主要控制的焊接参数，也是焊接过程中比较好监控的焊接参数，所以焊接参数的调整显得至关重要。

关键词：车身焊接；焊接；焊接参数；调整

中图分类号：TG438.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0081-02

汽车车身焊接是整个汽车生产过程的主要组成部分，整个焊接过程是由三个交替且相互影响的中间过程组成：焊接热过程、焊接化学冶金过程、焊接金属的结晶和相变过程。焊接参数的调整是围绕这几个过程相互关系而设置的。

1 电阻焊接影响因素

1.1 电阻焊接原理

焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及临近区域产生的电阻热进行的焊接方法，具体原理如图1所示：

电阻热：Q=I2RT，其中Q为电阻点焊能量；I为焊接电流；R为电焊过程中的动态电阻；T为焊接时间。

影响因素：电流、焊接时间、电阻、电极压力、电极形状和材料性能、工件表面状况等。

1.2 焊接参数确定

正交试验法是将试验中对试验指标可能有影响的因素分别确定相应的水平，选取对应的正交表后进行试验。然后根据试验结果计算相应的极差，并按极差的大小排出因素的主次顺序，从而确定显著的影响因素，选取较优的生产条件。正交表具有正交性，主要是指以下两个特点：

①每个因素的各个不同水平在试验中出现了相同的次数。

②任何两个因素的各种不同水平的搭配，在试验中都会出现，并且出现次数相同。用正交试验法就能够减少试验次数。

焊接电流、焊接时间和电极压力是影响螺母电阻焊质量的主要因素，因此选取这三个因素，各因素水平选三种。首先针对匹配规格M6螺母和1.2 mm板材进行正交试验，根据经验及设备属性选取每种水平代表数值（见表1），进行正交表进行试验，试验指标为螺母能承受的扭矩值。

2 试验结果分析

按照正交法相应的因素水平进行试验，每组试验焊接4个试片，其中2个进行扭矩测试，另2个进行破坏性试验，试验结果见表2：

现对试验结果进行极差分析，见表3。级差R的大小用来衡量试验中相应因素作用的大小，级差大的因素，意味着它的三个位级对于抗扭强度的影响较大，通常是重要因素，而级差小的因素往往是不重要因素。根据极差R的大小顺序，排出影响螺母电阻焊质量因素的主次顺序为p-I-T，说明电极压力对螺母电阻焊质量的影响最大，为主要因素，焊接电流和时间次之。选取各因素的最高水平，I2，p1，t1，即最佳的工艺参数为焊接电流4.5 kA，电极压力0.28 MPa，焊接时间4 cycle。

调整焊接参数时，先从电极压力开始，通过观察压痕情况，调节电极压力到最佳值，然后根据扭矩和破坏性试验情况调节焊接电流和焊接时间与之匹配，最后根据材料属性和凸点尺寸精度调节预压时间和保持时间。

3 焊接参数优化

虚焊是车身焊接质量中的主要问题之一，焊点的时效会导致返工，降低结构强度、产生异响的后果。影响焊点时效的原因很多，主要包括焊接分流、焊点扭曲、零件搭接离空、压力过小等原因，而这些影响点主要也是影响了焊接过程中的焊接压力及焊接电流，使焊接压力减小，焊接电流密度减小导致焊点虚焊，焊核过小等质量问题。对焊接参数的优化，可以从焊接电流及焊接时间等因素考虑。如图2所示，分别对焊接电流及焊接参数调大的结果。

由图可知，增加焊接电流及焊接时间可以增加焊接质量的稳定性，减少焊接过程中一些外部原因造成的焊接质量的影响。但焊接时间的增加会延长焊接时间，焊接电流增加导致电极头比较容易磨损，电极头更换周期缩短，这都增加了成本，这就需要再增加的成本和焊接质量中找到最佳状态。

4 结 语

焊接参数的调整主要包括：焊接时间、焊接压力、焊接电流等的调整。焊接时间直接影响焊接过程中的加热过程，影响的是焊接的晶相；焊接压力的大小影響接触电阻、电流密度、电极散热效果及焊接区的塑性变形，压力不足会起压痕过深、表面径向裂纹，影响焊接强度。焊接电流影响熔核直径和焊透率，电流增大时，其熔核直径、焊透率也会增大；但电流过大，易产生飞溅，焊点强度降低，电流过小，易产生焊不透，熔核直径小等缺陷。焊接参数的调整就是要找到时间、压力、电流的一个平衡点，使焊接效果达到最佳。

参考文献：

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