汽车车身焊点虚焊控制方法

０　注：Ｆ－＿电极压力；卜焊接电流；６一预压时间；　焊接时间；　ｃ广维持时间；　止时间。　图２电阻点焊焊接循环过程　图５影响电极问总电阻变化的　主要因素　虚焊的最大因素。焊接电流对焊接的影响体现在以下２个方　面：一是焊接电流总量；二是焊接电流密度。引起焊接电流总　量变化的主要原因是由于焊接参数设定不当，管理混乱、工厂　图４电极间总电阻　短决定于工件的合格尺寸熔核所需的热量。维持时间是焊接电　流断开后，电极压力继续保持的时间，在此时间内，熔核凝固　电网变压器容量过小及焊机与焊枪连接电缆损坏导致。引起焊　接电流密度变化的主要原因是焊接焊点间的分流、电极臂与工　件或工装接触产生的分流、电极头磨损、焊枪摆不正、电极头　修磨不正确、电极头上下不对中、电极压力过大、零件问离空　过大等。这些因素都会使电流密度下降或造成焊点虚焊（如图　３所示）。　图３焊接电流对虚焊的影响　４．２焊接电阻对虚焊的影响　电极间总电阻由工件本身电阻Ｒ　，两工件间接触电阻Ｒ　及电极与工件间接触电阻Ｒ　组成，即Ｒ＝２Ｒ￣＋Ｒ　＋２Ｒ　（如图４　所示）。工件本身电阻　取决于它的电阻率，电阻率高的金属　点焊时易产热，见式（１）：　Ｒ＝ｐ　（１）　物体的电阻，可由电阻率Ｐ、长度２与截面面积Ａ计算。　由于铜的电阻率和硬度比钣金工件低，所以电极与工件问　接触电阻２Ｒ　比两工件间接触电阻Ｒ　产生的热量小，这点可　以从图５中看出，熔核区的产热量最高。由于实际生产中工件　和电极都是事先选定，工件和电极的本身电阻不会发生变化，　因此影响电极问总电阻变化的主要因素是两工件间接触电阻　Ｒ　和电极与工件间接触电阻尼　在实际生产中，这方面引起　虚焊的因素可能表现为电极头磨损、零件配合离空、工件表面　存在氧化物或赃物层、电极压力过小或过大、焊枪摆不正、电　极头修磨不正确、电极头上下不对中。　４．３焊接时间和维持时间对焊点虚焊的影响　焊接时间是焊接电流通过工件熔核的时间，在保证熔核尺　寸和焊点强度的条件下，焊接时间与焊接电流在一定范围内可　以互相补充。即采用大电流时，焊接时间可以缩短；采用小电　流时，焊接时间可以延长。当焊接电流确定后，焊接时间的长　并冷却。维持时间不足或没有，会导致熔核强度不足或虚焊。　４．４电极压力对焊点虚焊的影响　（１）电极压力的作用如图６所示。一是压紧零件，确保焊　接时工件与工件接触，这样工件与工件之间才有焊接电流通　过，从而生成热量，形成熔核；二是保持压力，确保熔核生成　并凝固。　图６电极压力的作用　（２）电极压力对两电极间总电阻Ｒ有显著影响。随着Ｆ　增大，工件与工件、电极与工件间的接触面积也随着增大，Ｒ　显著减小，通过电流密度变宽，熔核所需的热量会减少，焊接　强度总是随着电极压力的增大而降低，因此在增大电极压力的　同时，还应增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的　影响，保持焊点强度不变。电极压力过小，将引起严重飞溅，　导致焊点强度不足或无法形成熔核，产生虚焊（如图７所示）。　图７电极压力对焊点抗剪强度的影响　４．５　电极形状及材料性能对焊点虚焊的影响（如图　８所示）　由于电极接触面积决定电流密度，电极材料的电阻率和导　热性关系着热量的产生和散失，因此电极的形状和材料对熔核　的形状有显著影响。随着电极端头的磨损，接触面积增大，焊　点强度将降低或虚焊。电极头端面直径过小，会导致熔核直径　不足。此外，冷却水路不通畅，会加速电极头的磨损，引起焊　点虚焊。　３５　图８电极形状及材料性能对焊点虚焊的影响　４．６工件表面状况的影响　工件表面上的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电　阻，过厚的氧化物层甚至会导致电流无法通过；局部导通时，　由于电流密度过大，会产生飞溅和表面烧损；氧化物层的不均　匀性会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。因　此，完全清除工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质是保证　获得优质焊点质量的必要条件。　５　防止焊点虚焊的质量控制方法　由于在焊接过程中，焊点熔核处于封闭状态，使得熔核过　程无论是在焊接期间还是在焊后都无法直接观测到，因此防止　焊点虚焊应做好焊前预防和焊后检查工作。　５．１焊前预防性控制方法　（１）合理设定焊接参数。焊接参数设定应参考焊接资料或　以往实际经验初步设定，经试片及多次试焊零件后可最终确　定。参数设定时要综合考虑实际中其他因素的影响，适当增大　焊接电流或焊接时间，以弥补因员工焊接时可能存在焊枪与工　件不垂直导致产热不足的情况。　（２）定期监测焊接参数。焊接参数的变化将直接影响焊接　质量。通过定期检查焊接参数，可以预防因焊接设备故障或不　按要求人为调节参数，导致实际焊接参数与原设定不符造成焊　点强度不符合要求的后果。定期监测周期可视各厂家设备水平　及体系管理水平而定。设备水平及体系管理水平好的厂家，监　测周期一般为３个月一次，差的也可以按１周１次或每天班前　监测１次。关键焊点应比一般焊点的监测次数多些。　（３）焊前设备点检。焊前设备点检主要是检查焊接二次电　缆是否完好、焊枪有无分流情况、焊枪电极头磨损是否按要求　进行修磨、水压和气压是否符合要求、焊枪臂绝层是否完好。　焊点虚焊或强度不足大多与上述情况有关。焊前设备点检一般　在开班前检查，有些项目除了开班前检查外，还须在中途和工　作结束后增加检查，检查频次要根据实际情况而定。　（４）制定焊接参数管理流程，规范焊接参数设定和改善管　理。焊接参数需要专人管理，其他人不允许随意变更。当需要　变更时，应严格按焊接参数管理流程调整焊接参数，并确认相　应的焊接强度。焊接参数管理不当的供应商往往不重视焊接参　数的管理，甚至无焊接参数管理流程，人为随意变更焊接参数　而导致焊点虚焊的现象较多。有些供应商发现焊点虚焊后，也　没有查找原因，直接采用增加焊接参数的办法解决问题，之后　３６　也不更新相应的工艺文件，导致以后实际焊接参数与工艺文件　上的参数不符。　（５）焊前试片破坏性检查。虽然焊前进行了设备点检，但　是点检也仅是靠眼睛目测和手触摸，无法完全保证焊接设备的　完好，因此进行焊前试片破坏性检查是非常必要的。焊前试片　破坏性检查可以通过直接测量试片焊点熔核直径，验证当前焊　接参数是否满足焊接要求。如果仅靠焊点非破坏性检查，无法　确定焊点熔核直径是否符合焊接要求。　（６）定期维护焊接设备。焊接设备定期维护是保证焊接设　备完好的重要措施。要根据设备以往维修记录和以往焊点质量　记录制订预防性维护计划和易损的设备零件清单，并按期实施　计划。　（７）合理配置变压器容量。工厂电网电压容量要满足焊接　生产线焊接设备功率的要求。有些供应商在设计焊接生产线　时，考虑不充分，出现电源变压器容量不足的现象，当生产线　焊接设备同时用时因网压不足导致焊点虚焊或强度不足。因　此，设计焊接生产线时要事先计算所需变压器容量。建议焊接　生产线的变压器专线专用。同时，不建议自发电进行焊接，如　实际需要，必须在顾客的严格监控下进行。　（８）焊前检查零件配合情况，严格规范零件配合间隙（焊　接零件的配合间隙一般规定料厚小于１　ｍｍ时，允许配合离空　２ｍｍ，料厚大于１　ｍｌｎ时，允许离空１　ｍｍ），特别是焊高强度　钢时须更加注意。这样可以确保焊接尺寸符合要求。若零件配　合不良时，会导致焊接压力下降，最终导致焊点虚焊。　（９）采用自动化焊接或较为先进的逆变焊机等，可以较大　提升焊接质量的稳定性。目前，供应商普遍使用的是老式单相　交流工频焊机，输出的交流电是变化的，而逆变焊机采用焊接　机器人自动化焊接，因此一些人为操作不当，如焊枪与工件不　直或与焊具接触分流而导致的焊接质量下降现象基本可以消　除。机器人还可以通过设定定期修磨和更换电极头，有利于消　除因操作工不按要求定期修磨和更换电极头的现象。　（１ｏ）选择合理的焊枪电极头形式，防止焊枪因与工装或　零件干涉，摆枪不正下焊接，或焊枪与工装或工件接触导致电　流分流的现象。如果无法避免焊接时焊枪与工装或工件接触，　应将焊枪电极臂用绝缘材料包裹，防止电流分流。选择合理的　焊枪电极头形式还可以防止焊接时焊枪点在工件的圆角处，因　离空导致虚焊。　（１　１）定期修磨电极头。电极头磨损严重会导致焊点虚焊，　应根据每把焊枪的实际情况确定电极头的每班修磨频次。最好　采购专门修理电极头的工具，统一修理、发放及管理电极头。　（１２）做好操作工的培训工作，确保操作工焊接时正确操　作。　５．２焊后焊点质量检查控制方法　（１）焊后焊点外观目测检查。通过外观检查，可以发现可　疑焊点，例如外观发白的焊点、焊点直径小的焊点、扭曲的焊　点、边缘焊点、不规则的焊点等。　月１次，具体次数可以依据实际情况确定。　（４）超声波无损检查。超声波无损检查不需破坏零件，操　（２）焊点非破坏性检查。非破坏检查是在不损坏被检查材　料或成品的性能和完整的情况下进行的焊点质量检查，是确认　焊点是否虚焊和防止大批量虚焊的一种有效方法。非破坏性检　查一般要求操作工和检验员定时进行。每把焊枪，如果相同板　材匹配的同排列焊点，可选取两端和中间的焊点进行非破坏性　检查；对于相同焊枪且焊接程序相同的焊点，可选取接合面焊　作方便，工作效率高，可以大大增加焊点抽检频次，克服了全　破坏性检查频次低的不足，因此越来越多地被业内人士采用。　６结语　焊点虚焊是电阻点焊最严重的失效模式，也是汽车车身拼　焊过程中常常会碰到的问题。了解电阻点焊的工作原理、焊点　虚焊的影响因素和控制方法，并在实际工作中加以应用，可以　有效地避免或减少焊点虚焊质量问题的发生。企业可以根据自　接要求最高的焊点进行非破坏性检查；此外，可以加入平时检　查中缺陷频率较高的焊点进行非破坏性检查。凿子无法达到的　焊点、车身外表面的焊点、平整度要求较高的焊点（包括铜板　焊接）、厚板焊接（ＧＭＴ＞Ｉ．４）和高强度钢（ＧＭＴ＞Ｉ．１）的焊　点，不适合进行非破坏性检查。一般焊点的非破坏性检查频次　可以选择每２　ｈ进行１次，关键焊点的非破坏性检查频次可以　身的情况选择合理的控制方法。总之，焊点虚焊质量问题的控　制着重焊前的预防，同时焊后焊点检查也是探测焊点虚焊不可　缺少的手段。　选择每１　ｈ进行１次，具体多少频次合适依各工厂情况而定。　（３）焊点全破坏性定期检查。通过焊点全破坏性定期检　查，可以发现焊点熔核大小是否满足要求及焊点是否存在虚焊　参考文献　［１］中国机械工程学会焊接学会．焊接手册：焊接方法及设备（第１　卷）［Ｍ］．第２版．北京：机械工业出版社，２００１．　的现象，并及时整改，不断提升零件的焊点数合格率。全破坏　性检查需要破坏零件，成本高，因此检查频次周期一般为３个　（上接第２５页）　［责任编辑：黄庆发］　金属离子的醋蛋液的ＡＣＥ抑制活性则有着不同程度的影响；　参考文献　Ｆｅ　和ｃｕ　对醋蛋中ＡＣＥ抑制活性有明显促进，其余体系变　化比原液水解略有促进，随着金属离子用量增加，ＡＣＥ抑制　活性逐渐增大，随着浸泡时间的增加，ＡＣＥ抑制活性逐渐增　大。这说明添加Ｆｅ“、ｃｕ　、ｃａ　促使醋蛋中蛋白质肽键断裂　生产一些具有ＡＣＥ抑制活性的肽类，故ＡＣＥ抑制率有明显变　［１］薛勇，薛长湖，许萍，等．中国毛虾蛋白水解物中血管紧张素转　移酶抑制肽的研究［Ｊ］．中国食品学报，２００６，６（５）：２８—３３．　［２］江程澄，张楠华，吴亚梅．血管紧张素转移酶（ＡＣＥ）与肺部疾　病的关系［Ｔ］．重庆医学，２００２，３１（３）：２４１—２４２．　［３］黎龙琼，李隆贵．盐与高血压的新进展［Ｊ］．重庆医学，２００１，３０　（１）：７７—７８．　化。而当ｚｎ　添加浓度达到８０　ｍｍｏｌ／Ｌ时，ＡＣＥ抑制活性仍然　未检测出，这是因为ｚｎ“的存在可以使ＡＣＥ保持具有催化活　性的三维结构，从而促进ＡＣＥ活性，故醋蛋ＡＣＥ抑制活性无　法测出。不同金属离子对ＡＣＥ抑制活性影响大小有所差异，　影响大小顺序为Ｆｅ　Ｃｕ　Ｃａ２＊＞Ｚｎ“。　［４］加永泽培．高血压病的诊疗进展［Ｊ］．两藏医药杂志，２００１，２２（１）：　２６—２８．　［５］孙勤，陈季旺，复文水，等．食品蛋白源ＡＣＥ抑制肽的生理和　生化性质［Ｊ］．武汉工业学院学报，２００９，２８（１）：２７—３１．　［６］陈黎斌，杨严峻．从醋蛋水解物中分离纯化ＡＣＥ抑制活性物质　［Ｔ］．食品与发酵工业，２００７，３３（１２）：２９—３１．　４结论与展望　本文研究了金属盐对醋蛋中ＡＣＥ抑制肽形成的影响，得　［７］马千里，黄永春，杨锋，等．醋蛋中ＡＣＥ抑制肽的研究初探　［Ｉ］．食品科学，２００８，２９（１０）：２０７—２１０．　［８］尹学琼．壳聚糖金属配位控制降解及低聚壳聚糖的应用研究　［Ｄ］．上海：中国科学院上海冶金研究所，２０００．　［９］Ｃｕｓｈｍａｎ　Ｄ　Ｗ，Ｃｈｅｕｎｇ　Ｈ　Ｓ．Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ　ａｓｓａｙ　ａｎｄ　ｐｒｏ—　ｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎ　ｃｏｎｖｅｒｉｔｎｇ　ｅｎｚｙｍｅ　ｏｆ　ｒａｂｂｉｔ　ｌｕｎｇ　ｌＪ　Ｊ．　到以下结论：①向醋蛋溶液中加入金属离子可以明显促进醋蛋　水解，金属离子对醋蛋水解度的影响大小顺序为Ｃａ２＋＞Ｆｅ“＞　Ｚｎ　＞Ｃｕ“，金属离子对醋蛋水解度的促进作用可能是形成结　构更有利于分子链断裂的金属配合物。②向醋蛋溶液中加入金　属离子，对ＡＣＥ抑制活性则有着不同程度的影响，影响大小　顺序为ＦｅＺ＋＞ＣｕＺ＋＞ＣａＺ＋＞Ｚｎ“ｏ　Ｂｉｏｃｈｅｍ　Ｐｈａｒｍａｃｏｌ，１９７１（２Ｏ）：１６３７—１６４８．　［１０］Ｓｕｅｔｓｕｎａ　Ｋ，Ｍａｅｋａｗａｂ　Ｋ，Ｃｈｅｎ　Ｊ　Ａｎｔｉｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　此外，本试验所在测定水解度的时候稳定性不够理想，在　后续的试验过程中，应多采用几种方法进行对比。实验测定水　解度的结果得出了金属离子对醋蛋水解度有促进作用，但未得　Ｕｎｄａｒｉａ　ｐｉｎｎａｔｉｉｆｄａ（ｗａｋａｍｅ）ｐｅｐｔｉｄｅ　ｏｎ　ｂｌｏｏｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｎ　ｓｐｏｎｔａ—　ｎｅｏｕｓｌｙ　ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｖｅ　ｒａｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｍ￣ｏｆ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，　２００４．１５（５）：２６７—２７２．　［１１］吴琼英，马海乐，崔－巨林，等．猪肺血管紧张素转化酶的提取　纯化及其性质研究［Ｊ］．食品科学，２００４，２５（９）：７１—７４．　出对醋蛋水解度有促进作用的最佳金属离子添加浓度，因此后　续实验应增加几个梯度的金属离子浓度并延长实验时问，从而　［责任编辑：钟声贤］　３７　确定促进醋蛋水解度的最佳金属添加量。