Plasma welding焊接系统在汽车行业的应用

张峰

摘 要：为解决汽车车门外观质量、减少传统人工弧焊的焊渣堆积和焊接强度等问题，应用Plasma焊接系统，在保证焊点强度达到要求的前提下，使产品外观质量得到很大的提升，同时获得了更快的焊接速度，大大的提高了焊接效率。这项新技术的应用，使Plasma焊接系统在汽车行业的各种应用都具有可靠性高、产品外表面质量好的优点，是未来高端汽车逐步应用的技术之一。

关键词：等离子钎焊 间隙容忍性 等离子焊枪 非熔化极 等离子发生器 高能束焊接

中图分类号：TG47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0071-01

普通的熔化极焊接，焊接特点为：焊接后焊渣外观不平整，堆积过高，对于车门外观要求较高的部位，需要二次打磨，人工打磨存在质量较难控制，浪费CT等缺点；而采用Plasma焊接技术焊接，外观质量满足使用要求，不需要进行后续工艺处理，可大大提高生产效率和生产质量。

采用Plasma焊接系统可以实现以下目的：

（1）低热输入量，可以大大减少焊接变形；

（2）送丝运动与熔滴过渡过程进行数字化协调 ，可以大大提高焊接效率；

（3）无飞溅过渡，提高了产品外观质量；

（4）高能束焊接，电弧窄且穿透性强，集中的电弧使能量利用率大大提高，能一次性获得良好和稳定的焊接溶深，同时对工件产生的变形影响较小，易得到高质量的焊缝成行和金相组织；

（5）焊接工件不需要开坡口，使用更少的填充材料，损耗件寿命更长；

（6）对于车门外漏部位的焊接，采用此技术可以提高产品的外观质量。

1 系统构成和原理介绍

Plasma焊接系统构成为：等离子焊机，等离子发生器，控制面板，等离子焊强，送丝机构，水箱。下面详述Plasma焊接的过程说明。

1.1 Plasma welding系统组成

1.1.1 Plasma welding系统焊接示意图

（1）等离子发生器；

（2）等离子电源；

（3）ROB5000机器人接口；

（4）ROB4000机器人接口；

（5）十芯控制线；

（6）十芯控制线；

（7）FC水箱；

（8）小车；

（9）中继线；

（10）等离子焊枪；

（11）送丝机；

（12）十芯控制线；

（13）机用送丝管；

（14）热丝电源；

（15）热丝电缆。

1.1.2 系统原理概述

等离子焊接工艺与传统焊接工艺相比有很大的优势，这些优势让等离子工艺在对一些焊接质量要求苛刻的情况下，尤其是应用到薄板或者板材厚度到8 mm的工件。在等离子焊接工艺中，电弧是在水冷喷嘴内被强制压缩，形成了等离子状态，等离子电弧具有强大的穿透性，在常规焊接需要开V型或者U型坡口的焊缝时，等离子焊接节省了这部分的焊前准备工作时间。这样还可以和节约30%的填充焊丝。另一方面，可获得更高的焊接速度，在确保实现更好的熔透性的情况下，节约了更多的时间和成本。同时，钨棒在水冷喷嘴内的等离子气体的保护下，使用寿命大大提高。是一种采用高能束的非熔化极的焊接工艺。

1.1.3 系统各部分构成介绍

（1）数字化电源：是等离子焊接的基础，它可选择的电流范围从0.5到500 A，可随时配置不同工况的等离子系统；

（2）数字化等离子控制器：可以精确的调整等离子气体流量，达到满意的焊接效果；

（3）等离子焊枪：分人工和机器人焊枪，手工焊枪的手柄符合人体工程学，枪头可以灵活旋转角度以实现精确的手工操作。机器人焊枪设计有四个安装平面，可以灵活的安装在机器人上。焊枪工具坐标原点的设计精准而稳固；

（4）送丝系统：根据生产节拍，可选择盘丝和桶丝。送丝机构会智能的根据焊接工况进行送丝，极大地提高了焊接效率；

（5）控制系统：智能化的控制面板，可以快速的对整套系统进行参数调整，确保焊接的焊接质量；

（6）冷却系统：冷却系统量身而入，模块化组合到焊接系统中，确保了对焊枪的整体冷却效果。

1.2 焊接系统间隙容忍性论证

此焊接系统由于使用的特殊场合，对工件的板材间隙有一定要求，根据本次项目的特点和使用设备，进行了系列间隙实验。

（1）当板材零间隙时，焊接状态稳定，焊接速度可达0.72 m/min；

（2）当板材间隙为0.8 mm时，焊接状态有所降低，焊接速度可达0.36 m/min；

（3）综合各种间隙及焊接状态，对于1 mm以内板材，当间隙在0.8 mm以内，焊枪左右偏移0.8 mm以内时，可达到稳定的焊接状态。

2 结语

等离子焊接系统的各种优势，使得它比传统的MIG＼MAG等弧焊工艺具有更快的焊接速度，更高的焊接质量，在在未来高端车型的应用将是一种趋势。endprint

摘 要：为解决汽车车门外观质量、减少传统人工弧焊的焊渣堆积和焊接强度等问题，应用Plasma焊接系统，在保证焊点强度达到要求的前提下，使产品外观质量得到很大的提升，同时获得了更快的焊接速度，大大的提高了焊接效率。这项新技术的应用，使Plasma焊接系统在汽车行业的各种应用都具有可靠性高、产品外表面质量好的优点，是未来高端汽车逐步应用的技术之一。

关键词：等离子钎焊 间隙容忍性 等离子焊枪 非熔化极 等离子发生器 高能束焊接

中图分类号：TG47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0071-01

普通的熔化极焊接，焊接特点为：焊接后焊渣外观不平整，堆积过高，对于车门外观要求较高的部位，需要二次打磨，人工打磨存在质量较难控制，浪费CT等缺点；而采用Plasma焊接技术焊接，外观质量满足使用要求，不需要进行后续工艺处理，可大大提高生产效率和生产质量。

采用Plasma焊接系统可以实现以下目的：

（1）低热输入量，可以大大减少焊接变形；

（2）送丝运动与熔滴过渡过程进行数字化协调 ，可以大大提高焊接效率；

（3）无飞溅过渡，提高了产品外观质量；

（4）高能束焊接，电弧窄且穿透性强，集中的电弧使能量利用率大大提高，能一次性获得良好和稳定的焊接溶深，同时对工件产生的变形影响较小，易得到高质量的焊缝成行和金相组织；

（5）焊接工件不需要开坡口，使用更少的填充材料，损耗件寿命更长；

（6）对于车门外漏部位的焊接，采用此技术可以提高产品的外观质量。

1 系统构成和原理介绍

Plasma焊接系统构成为：等离子焊机，等离子发生器，控制面板，等离子焊强，送丝机构，水箱。下面详述Plasma焊接的过程说明。

1.1 Plasma welding系统组成

1.1.1 Plasma welding系统焊接示意图

（1）等离子发生器；

（2）等离子电源；

（3）ROB5000机器人接口；

（4）ROB4000机器人接口；

（5）十芯控制线；

（6）十芯控制线；

（7）FC水箱；

（8）小车；

（9）中继线；

（10）等离子焊枪；

（11）送丝机；

（12）十芯控制线；

（13）机用送丝管；

（14）热丝电源；

（15）热丝电缆。

1.1.2 系统原理概述

等离子焊接工艺与传统焊接工艺相比有很大的优势，这些优势让等离子工艺在对一些焊接质量要求苛刻的情况下，尤其是应用到薄板或者板材厚度到8 mm的工件。在等离子焊接工艺中，电弧是在水冷喷嘴内被强制压缩，形成了等离子状态，等离子电弧具有强大的穿透性，在常规焊接需要开V型或者U型坡口的焊缝时，等离子焊接节省了这部分的焊前准备工作时间。这样还可以和节约30%的填充焊丝。另一方面，可获得更高的焊接速度，在确保实现更好的熔透性的情况下，节约了更多的时间和成本。同时，钨棒在水冷喷嘴内的等离子气体的保护下，使用寿命大大提高。是一种采用高能束的非熔化极的焊接工艺。

1.1.3 系统各部分构成介绍

（1）数字化电源：是等离子焊接的基础，它可选择的电流范围从0.5到500 A，可随时配置不同工况的等离子系统；

（2）数字化等离子控制器：可以精确的调整等离子气体流量，达到满意的焊接效果；

（3）等离子焊枪：分人工和机器人焊枪，手工焊枪的手柄符合人体工程学，枪头可以灵活旋转角度以实现精确的手工操作。机器人焊枪设计有四个安装平面，可以灵活的安装在机器人上。焊枪工具坐标原点的设计精准而稳固；

（4）送丝系统：根据生产节拍，可选择盘丝和桶丝。送丝机构会智能的根据焊接工况进行送丝，极大地提高了焊接效率；

（5）控制系统：智能化的控制面板，可以快速的对整套系统进行参数调整，确保焊接的焊接质量；

（6）冷却系统：冷却系统量身而入，模块化组合到焊接系统中，确保了对焊枪的整体冷却效果。

1.2 焊接系统间隙容忍性论证

此焊接系统由于使用的特殊场合，对工件的板材间隙有一定要求，根据本次项目的特点和使用设备，进行了系列间隙实验。

（1）当板材零间隙时，焊接状态稳定，焊接速度可达0.72 m/min；

（2）当板材间隙为0.8 mm时，焊接状态有所降低，焊接速度可达0.36 m/min；

（3）综合各种间隙及焊接状态，对于1 mm以内板材，当间隙在0.8 mm以内，焊枪左右偏移0.8 mm以内时，可达到稳定的焊接状态。

2 结语

等离子焊接系统的各种优势，使得它比传统的MIG＼MAG等弧焊工艺具有更快的焊接速度，更高的焊接质量，在在未来高端车型的应用将是一种趋势。endprint

摘 要：为解决汽车车门外观质量、减少传统人工弧焊的焊渣堆积和焊接强度等问题，应用Plasma焊接系统，在保证焊点强度达到要求的前提下，使产品外观质量得到很大的提升，同时获得了更快的焊接速度，大大的提高了焊接效率。这项新技术的应用，使Plasma焊接系统在汽车行业的各种应用都具有可靠性高、产品外表面质量好的优点，是未来高端汽车逐步应用的技术之一。

关键词：等离子钎焊 间隙容忍性 等离子焊枪 非熔化极 等离子发生器 高能束焊接

中图分类号：TG47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0071-01

普通的熔化极焊接，焊接特点为：焊接后焊渣外观不平整，堆积过高，对于车门外观要求较高的部位，需要二次打磨，人工打磨存在质量较难控制，浪费CT等缺点；而采用Plasma焊接技术焊接，外观质量满足使用要求，不需要进行后续工艺处理，可大大提高生产效率和生产质量。

采用Plasma焊接系统可以实现以下目的：

（1）低热输入量，可以大大减少焊接变形；

（2）送丝运动与熔滴过渡过程进行数字化协调 ，可以大大提高焊接效率；

（3）无飞溅过渡，提高了产品外观质量；

（4）高能束焊接，电弧窄且穿透性强，集中的电弧使能量利用率大大提高，能一次性获得良好和稳定的焊接溶深，同时对工件产生的变形影响较小，易得到高质量的焊缝成行和金相组织；

（5）焊接工件不需要开坡口，使用更少的填充材料，损耗件寿命更长；

（6）对于车门外漏部位的焊接，采用此技术可以提高产品的外观质量。

1 系统构成和原理介绍

Plasma焊接系统构成为：等离子焊机，等离子发生器，控制面板，等离子焊强，送丝机构，水箱。下面详述Plasma焊接的过程说明。

1.1 Plasma welding系统组成

1.1.1 Plasma welding系统焊接示意图

（1）等离子发生器；

（2）等离子电源；

（3）ROB5000机器人接口；

（4）ROB4000机器人接口；

（5）十芯控制线；

（6）十芯控制线；

（7）FC水箱；

（8）小车；

（9）中继线；

（10）等离子焊枪；

（11）送丝机；

（12）十芯控制线；

（13）机用送丝管；

（14）热丝电源；

（15）热丝电缆。

1.1.2 系统原理概述

等离子焊接工艺与传统焊接工艺相比有很大的优势，这些优势让等离子工艺在对一些焊接质量要求苛刻的情况下，尤其是应用到薄板或者板材厚度到8 mm的工件。在等离子焊接工艺中，电弧是在水冷喷嘴内被强制压缩，形成了等离子状态，等离子电弧具有强大的穿透性，在常规焊接需要开V型或者U型坡口的焊缝时，等离子焊接节省了这部分的焊前准备工作时间。这样还可以和节约30%的填充焊丝。另一方面，可获得更高的焊接速度，在确保实现更好的熔透性的情况下，节约了更多的时间和成本。同时，钨棒在水冷喷嘴内的等离子气体的保护下，使用寿命大大提高。是一种采用高能束的非熔化极的焊接工艺。

1.1.3 系统各部分构成介绍

（1）数字化电源：是等离子焊接的基础，它可选择的电流范围从0.5到500 A，可随时配置不同工况的等离子系统；

（2）数字化等离子控制器：可以精确的调整等离子气体流量，达到满意的焊接效果；

（3）等离子焊枪：分人工和机器人焊枪，手工焊枪的手柄符合人体工程学，枪头可以灵活旋转角度以实现精确的手工操作。机器人焊枪设计有四个安装平面，可以灵活的安装在机器人上。焊枪工具坐标原点的设计精准而稳固；

（4）送丝系统：根据生产节拍，可选择盘丝和桶丝。送丝机构会智能的根据焊接工况进行送丝，极大地提高了焊接效率；

（5）控制系统：智能化的控制面板，可以快速的对整套系统进行参数调整，确保焊接的焊接质量；

（6）冷却系统：冷却系统量身而入，模块化组合到焊接系统中，确保了对焊枪的整体冷却效果。

1.2 焊接系统间隙容忍性论证

此焊接系统由于使用的特殊场合，对工件的板材间隙有一定要求，根据本次项目的特点和使用设备，进行了系列间隙实验。

（1）当板材零间隙时，焊接状态稳定，焊接速度可达0.72 m/min；

（2）当板材间隙为0.8 mm时，焊接状态有所降低，焊接速度可达0.36 m/min；

（3）综合各种间隙及焊接状态，对于1 mm以内板材，当间隙在0.8 mm以内，焊枪左右偏移0.8 mm以内时，可达到稳定的焊接状态。

2 结语

等离子焊接系统的各种优势，使得它比传统的MIG＼MAG等弧焊工艺具有更快的焊接速度，更高的焊接质量，在在未来高端车型的应用将是一种趋势。endprint