螺柱焊在车身焊接工艺中的应用研究

张玉超+王昊

摘要：伴随着我国汽车工业的高速发展，使汽车企业之间的竞争越发激烈。如何缩短产品的开发期，降低成本造价，是汽车企业能够持续发展的关键。伴随着焊接工艺水平的不断提高，螺柱焊在车身焊接工艺中具有高效率和高质量的优点，在焊接工艺中具有广泛的应用。本文笔者对螺柱焊在车身焊接工艺中的应用进行研究，为螺柱焊工艺的发展提供相应参考。

关键词：螺柱焊；车身焊接工艺；应用研究

伴随着人们生活水平的不断提高，对汽车密封性的要求也随之提高，所以汽车企业在对车身进行设计的过程中，需要考虑汽车的密封性问题，防止泄漏的情况发生。想要保证汽车的密封性，就需要在车身结构上避免不必要的开口，由于汽车车身是由低碳钢构成的，具有很好的焊接性能，通过将许多薄板件焊接起来进而组成汽车车身。在焊接的过程中，螺柱焊接工艺具有速度快、操作简便和无空连接的优点，在汽车制造过程中取代了柳接、钻孔和攻螺纹等技术，并且在汽车车身焊接工艺中得到了广泛的应用。

一、螺柱焊接工艺的概括

螺柱焊接工艺是一种采用压力熔焊的焊接方法，在焊接的过程中，将螺柱的一侧与板件进行接触，等待触面融化后，对螺柱施加一定压力进而使焊接完成的方法。螺柱焊接工艺具有熔焊和压焊两种特征，并且具有压力焊和弧焊的属性。根据螺柱焊机工作原理上的不同，将螺柱机分为拉弧式和储能式螺柱机两种类别。在当前的汽车行业中，广泛应用的焊接工艺是短周期拉弧式螺柱焊机工艺。

二、螺柱焊接工艺的工作原理

由于不同的螺柱焊机工作原理的不同，在通常情况下，拉弧式螺柱焊机所使用的是晶闸管，来实现对弧焊整流器的控制。一些先进的拉弧式螺柱焊机的电源，采用的是逆变式电源为焊接提供能源。在焊接的过程中，通过提高焊枪的磁力，使螺柱上升，并且使其和焊接工件分离开来。与此同时，在螺柱和焊接工件之间施加电压，使螺柱和焊接工件之间引出电弧，促使工件融化，进而达到焊接的目的。在螺柱提升到预定温度时，在工件之间施加焊接电压，在焊接时间达到预计时间后，再切断焊接电压。螺柱焊接工艺对于其他焊接工艺来说具有很多优点，由于螺柱焊接工艺的功率较大，在批量生产的过程中，具有很高的生产效率，而且螺柱焊接工艺具有非常简单的施工工艺，不需要进行穿孔和調整的工序。使用螺柱焊接工艺大大缩短了生产时间，而且所焊接的工件具有较高的质量，不需要进行调整，使生产成本也相应的降低。而且螺柱焊接技术具有很好的经济效益，使用螺柱焊接技术进行焊接的工件都具有较高的质量，使废品率得到降低，而且螺柱焊枪的类型有很多种类型，在材料和设备方面都具有较低的费用。

三、螺柱焊接工艺的参数

拉弧式螺柱焊接的参数有焊接时间、引弧时间、螺柱提升高度、焊接电流、螺柱伸长和送钉时间等。其中焊接电流、提升高度、焊接时间和螺柱伸长度是拉弧式螺柱焊接工艺中的四个重要组成参数，在实际的工作中，需要根据螺柱的型号、规格和工件的材质、厚度进行相应的设定，在进行多次试焊后，调整出合适的工艺参数。焊接电流主要通过螺柱的直径进行控制，焊接的时间与焊接电流形成焊接输入热量，并且进行相互配合，实现调节的灵活性。螺柱的提升高度也是决定焊接质量的重要参数，通过高度的提升，能够很好的解决在熔滴过渡时，因短路所引起的焊接成型不良问题，但是高度的提升也容易导致磁偏吹现象，还会使焊缝气孔的数量增加，导致焊接质量下降。螺柱伸出长度通常为1.2毫米，其作用时是方便螺柱和工件之间的接触。而引弧电流和引弧时间这两个参数仅出现在短周期拉弧式螺柱焊接中，具有清除工件表面油污的作用。

四、螺柱焊接工艺中需要注意的事项

在螺柱焊接过程中需要注意以下几个问题：在接通焊机电源和压缩空气的过程中，需要检查焊接电缆是否进行可靠的连接；检查送料机中螺柱的数量是否正常；种类规格和送钉情况是否正常；在焊接的过程中，需要保持焊枪与工件表面角度的垂直，如果角度出现偏差情况，需要及时采取措施对其进行调整；需要定期检查螺柱夹持器的情况，如果有发现损毁的情况，需要及时进行更换；定期将防护套内壁中的焊接飞溅物进行清理，并且还要将工件表面的焊接飞溅物同时进行清理；在进行焊接工作的人员需要受到过专门的训练和具有良好的专业技能，明确焊机的使用和维护的方法，了解工艺参数的选择原则，在需要时能够和设备调整人员对工艺参数进行及时的调整。

五、螺柱焊接质量的测评

对螺柱焊接质量的测评方面包括：焊接螺柱的数量、位置、种类、规格和焊接强度等。不能出现烧损、螺柱倾斜、未熔合的情况，使焊接强度能够满足工艺的需求。对螺柱的位置、数量和规格方面，都需要严格按照设计图纸的要求进行焊接。通过使用肉眼进行外观检查，查看接头处是否有未熔合、裂纹、无气孔等缺陷；在螺柱根部的焊缝工作是否连续进行；螺柱与工件表面角度情况；在螺柱规格、种类、数量、位置方面都需要符合设计的要求。在进行生产的过程中，可以使用手锤对焊接螺柱进行检查，在锤击检查完毕后，需要使用CO2焊进行补焊加强工作。使用锤子对带顶帽的螺柱进行弯曲倾斜实验，在倾斜角度不小于150时，并且没有出现肉眼可见的开裂即可视为合格。使用专业的检查装置对螺柱进行拉伸检查，当螺柱的受力达到要求的检查拉力时，如果焊接接头没有被破坏，则证明焊接强度符合相应要求。对于安装力矩要求的焊接螺柱，需要使用测力矩扳手进行相应的检查，在螺柱被加载1.5倍的安装力时，接口处不开焊即可视为合格。在检查完带帽螺柱后需要将螺帽松开，在使用力矩扳手将螺帽拧紧，避免在对车身进行上漆的过程中，油漆渗透到螺柱螺纹和螺帽的间隙之中，影响焊接的质量。

六、总结

伴随着我国焊接工艺技术的不断发展，螺柱焊接工艺技术得以在汽车行业中广泛使用，在有效的提高汽车质量的同时，很好的解决了客户所担心的密封性问题，螺柱焊接在车身焊接工艺中的应用可以提高企业生产的效率，降低成本造价的作用。伴随着汽车企业对汽车车身的要求不断提高，螺柱焊在车身焊接工艺中广泛应用同时，也向着自动化、数字化和智能化的方向发展。

参考文献：

[1]郭中付，宋亚东.螺柱焊在车身焊接工艺中的应用[J].汽车实用技术，2014（5）：99-101.

[2]王军.轿车白车身螺柱焊焊接工艺[J].焊接技术，2010，39（10）：66-68.

[3]韩军祥，陈剑.浅析汽车白车身螺柱焊工艺及质量控制[J].科技资讯，2013（35）：80-81.