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1、电容储能凸焊机和普通固定式凸焊机螺母焊接质量分析I三|=|作者：文/董争来源：时代汽车2018年第12期1引言凸焊作为汽车制造中四大焊接工艺之一，完成车身90%以上的装配工作量，因而凸焊质量 对汽车的整车质量有重要影响。随着汽车工业的飞速发展，高效率、个性化的需求愈来愈明显， 在白车身的制造过程中，采用凸焊工艺焊接螺母可准确定位螺母的位置、提升焊接质量，相对 C02气体保护焊，更能减少有害气体，螺母及螺栓与钢板的凸焊连接已成为汽车制造工业的关 键技术”。然而在普通固定式点（凸）焊机焊接过程中，常常会出现螺母熔融、发黑、板件变形等现 象，影响焊件的外观及性能质量。电容式储能焊机是利用电容储存能量
2、而在瞬时释放出电流， 同时集中大电流穿过小面积点时而达致熔接效果（焊接过程只在16毫秒内完成，其间通过数万 安培到十多万安培的次级熔接电流），因此在焊接时所产生的热量致工件过热变化和变形等情 况均减至最少。本文从焊接性能和焊接外观，对比两种焊机的焊接质量。2实验方法和目的选取40件零件，为同一模具同批次零件。用储能焊机和普通凸焊机分别焊接零件20件， 评估两组零件外观质量，并取两组中各10个零件做压载实验和熔深试验，对比试验结果。2.1实验设备电容储能式焊机（图1），型号：HRC-201-OA。设置参数电压650V.回火电压400V，电极 压力 0.5Mpa。普通固定式点（凸）焊机（图2），型
3、号：DB-220 （SSIN220-002005） 0 厂家小原（南京） 机电有限公司电极压力一实测6.5KN+0.24/-0.49KN，焊接电流一实测14/18.6KA+1.0/-0.5KA， 通电时间实测20/14cyc+/-lcyc。压载试验的机型：友科YK-3355扭力扳手：表盘式扭力扳手，日本东日TOHNICHI-DB200N零件介绍：某车型车门防撞梁（图3）。零件为高强度板，板厚1.9mm，材质NSSQAS1500*3实验过程和实验结果对比选择同批次零件44台份，储能焊机焊接22台份（下文系列1零件）。固定式点（凸）焊 机凸焊22台份（下文系列2零件）。记录焊接参数，并对零件外观和
4、压载后外观分别用来做压载试验，压载至螺母脱落，记录压载峰值。扭力试验，扭力扳手加力至螺母 明显变形或开裂失效，记录并对比扭力值；熔深实验，显微镜测量螺母凸点和基材相互熔入的 深度，记录对比熔深结果；硬度试验，用硬度试验仪检测基材热影响区的硬度。3.1压载试验压载至螺母脱落，记录压载峰值，对比焊件外观。表1为压载实验对比图，图四是螺母压 载峰值。3.2扭力试验扭力扳手加力至螺母明显变形或开裂失效，记录并对比扭力值（见图5）。3.3熔深试验对焊接螺母和基板的熔接区进行了微观检测，对比零件熔深结果，表1是凸焊件熔深试验结果 对比。3.4基材热影响区硬度试验对三种系列的基材进行了硬度检测，系列1是储能
5、凸焊件热影响区基材的硬度，系列2是 普通凸焊件热影响区基材的硬度，系列3是零件基材原始硬度值（即非热影响区的零件硬度）。4实验结果分析外观对比：系列1零件，焊件外观没有任何烧痕，也未出现螺母和焊件熔融现象，螺母边 缘有些许焊接飞溅，螺纹内侧未发现飞溅；系列2零件，焊件表面有明显烧痕，焊件有明显熔 融现象，影响焊件外观质量；压载试验值对比：从压载试验来看，系列2零件，压载峰值在12. OKN左右；系列1零件， 压载峰值可达21.98KN;压载试验值差别明显，储能焊机焊件更牢固。熔接实验结果对比：系列1零件熔深数值优于系列2零件，且系列2零件热影响区较大；硬度实验结果对比：经过对零件基材热影响区的
6、硬度试验，发现热影响区的零件性能有明 显变化，且老式凸焊机的热影响区硬度降低较为明显。5结语固定式点焊机，由于在焊接过程放电时间长，零件热影响区的机械性能明显降低。而储能 焊机是利用电容储存能量，当能量能使小面积焊点熔化时瞬时放电，热影响区小，零件焊接熔 接质量良好，且焊接时所产生之热量引致工件过热变化和变形等情况均减至最少。通过以上比较，储能焊机在保证零件焊接质量上具有明显优势。6启示和思考对于螺母焊接件，如果零件实际应用中，螺母承载力较大，或零件材质对焊接质量影响较 大，这时储能凸焊机就有明显优势。储能式凸焊机适用材料广泛，就汽车零部件而言，螺母基 材不论是冷冲零件还是高强度热压零件，均可达到较好的焊接质量。且储能焊机长时间使用不 会产生过热，也不会影响焊接能力及焊接性能；另外在维护及检修方面亦减至最低及最简便。
