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上海博世力士乐液压及自动化有限公司用户评论

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可消除焊装车身的各种飞溅顽疾!这神器有何来头?




当我们进入车身焊接车间,总会看到整个车间到处焊接飞溅四溢的现象,这是由于传统的恒流控制的焊接方法和工艺无法很好的消除和降低飞溅。特别是在现代车身制造技术中 。


✔ 为提高车身整体结构刚度,已经越来越广泛使用高强度钢板热成型高强钢

✔ 为了提高车身的防腐蚀性能,则大量使用镀锌钢板

✔ 为提高整车质量,大量采用多层钢板的焊接工艺


加上焊接板件间广泛使用各种密封或搭接胶等,以及铝合金钢板材料的逐渐应用。这些新材料和新工艺的应用,对于传统的焊接方法和工艺,已经不能满足焊接的要求。传统的焊接方法和工艺,一方面不能可靠地进行合格焊点的焊接。另一方面,即使得到了合格的焊点质量,也会产生很多的焊接飞溅,导致增加车身焊接的返工成本。很多车身制造工厂,往往采用冗余焊接热量的方法来确保焊点质量,不但浪费宝贵的能源,而且飞溅四溢的现象也依然存在。


飞溅在外表面首先影响外观,其次产生的疤痕影响耐腐蚀及疲劳性能。内部飞溅的残迹有可能在运行时脱落,如进入管路(如油管)将造成堵塞等严重事故。


现在,德国博世力士乐公司,专门针对以上的新材料和新工艺的应用挑战,提供了一种新的、具有动态电阻自适应控制技术的中频电阻焊技术产品,可以很好的解决以上问题,特别是除了能得到 100% 的合格焊点质量外,还可以将车身的飞溅率降低到一定的水平,如5% ~ 10%以下。而这是以往的车身焊接工艺无法实现的。





在电阻点焊场合,飞溅按产生时期可分为前期和后期两种;按产生部位可分为内飞溅(处于两焊件间)和外飞溅(焊件与电极接触侧)两种。


前期飞溅产生的原因大致是:焊件表面清理不佳或接触面上压强分布严重不匀,造成局部电流密度过高引起早期熔化,此时因无塑性环保护必发生飞溅。特别在目前,在车身点焊中,广泛使用各种密封或搭接胶的场合,也容易出现早期的飞溅。


防止前期飞溅的措施有:加强焊件清理质量,注意预压前的对中。有条件时可采用渐升电流或增加预热电流来减慢加热速度,避免早期熔化而引起飞溅。


后期飞溅产生的原因是:熔化核心长大过度,超出电极压力有效作用范围,从而冲破塑性环在径向造成内飞溅,在轴向冲破板表面造成外飞溅。这种情况一般产生在电流较大、通电时间过长的场合。可用缩短通电时间及减小电流的方法来防止。 


德国博世力士乐的中频自适应点焊产品,通过焊接过程中实时的动态电阻曲线,可以精准地识别飞溅发生的时期,从而采取不同的工艺优化措施,找到飞溅产生的原因,迅速地消除各种飞溅。如图1所示:从图中可以看出对于某个焊点对应的焊接程序3有三条动态电阻曲线,这三条动态电阻曲线显示出,在焊接过程中,该焊点都出现了飞溅,飞溅的发生时间在114ms 左右。对于该焊点的焊接质量,我们就需要对其进行优化。



图1:动态电阻曲线中飞溅的发生识别





我们知道了飞溅产生的原因,也了解对于不同的飞溅,应该如何去消除。但在实际焊接时,当出现了焊接飞溅,往往仅仅依靠人的经验判断去消除飞溅,缺乏对飞溅产生的原因及分析数据,往往是很困难的。现在我们使用博世力士乐的具有自适应质量控制模块的中频系列产品,通过记录焊接过程中的动态电阻曲线,当飞溅发生时,我们可以很容易判断是早期飞溅还是后期飞溅,对不同的飞溅类型,采取不同的工艺方法,来逐步对飞溅进行优化减少。例如图2的早期飞溅,经参数分析是焊点5的焊接电流过大引起的;而图3的后期飞溅,经现场分析是焊点3的焊接时间过长引起的,对相应的焊点参数做适当的调整后,飞溅便可消除。



图2:早期飞溅的发生 ― 在90 ms处有飞溅



图3:后期飞溅的发生 ― 在579 ms处有飞溅





焊接时间过长对飞溅的影响分析及其优化


某车身上焊点号BN-6490-L,在焊接电流时间为600ms时,动态电阻曲线如图4所示。从图中可以看出,飞溅的发生一般在550ms后。该飞溅是属于后期飞溅,可将焊接时间从600ms减少到550ms后,再重新记录曲线,观察是否还有飞溅的发生,并使用超声波检查仪对该焊点的熔核大小进行检查,确保不会出现开焊或焊核小的情形。



图4:焊点BN-6490-L动态电阻曲线记录



图5:焊点BG-5870-R动态电阻曲线记录


同样,对于焊点号BG-5870-R,在焊接时间为600ms时,记录的33条曲线中,飞溅的发生最早的时间为561ms, 最晚的飞溅发生在594,如图5所示。将焊接时间设定为560ms后,再进行动态电阻曲线的记录及优化。


焊件板间涂胶后对飞溅的影响分析


对于焊点BG-5870-R,在2011-3-08的飞溅率数据统计中,发现其飞溅率为61.54%,如图6所示。经分析该焊点的板材组合为0.8+1.5+0.7,板间有胶,而且中间的1. 5mm板材为热成型高强度钢板。为此,对该焊点的参数设置预热参数,已达到在真正焊接时,将焊点处的胶除掉,从而实现较好的焊接效果,且消除焊接飞溅。



图6:2011-3-8,20个焊点的焊接飞溅率统计数据焊点BG-5870-R的焊接飞溅率为61.54%



图7:焊点BG-5870-R动态电阻曲线记录


将焊点BG-5870-R设定预热焊接时间50ms,预热电流为8KA时,飞溅的发生在360ms处,如图7所示。经分析后,得出该焊点还是由于预热焊接时,没有将板间胶彻底的除去引起的飞溅。故再将预热电流设定为10KA后,该焊点的动态电阻出现了平滑曲线,如图8所示,并没有飞溅产生,焊点质量和外观都非常理想。该焊点飞溅发生的概率值迅速下降,如图9所示。可见,该焊点设置预热焊接参数后,有效地消除了板间的胶对焊点质量的影响。



图8:焊点BG-5870-R动态电阻曲线记录



图9:焊点BG-5870-R焊接飞溅率数据为39.13%

焊点BF-5770-L的飞溅率为50%


焊接压力对飞溅的影响分析


焊接压力的大小,直接作用于对焊接电阻的影响。在恒流焊接模式下,一般随着焊接压力的增加,焊接电流也要相应的增加,因为焊接压力增大后,焊接电阻R变小,而Q= I2*R*t,故需要增大焊接电流,才能确保焊点在同样的焊接时间内,其能量不会减少,影响焊点熔核的形成。如图9所示,焊点BF-5770-L的飞溅率为50%,当焊点BF-5770-L焊接压力为3. 3KN时的曲线如图10所示。当将该焊点的焊接压力减少到3KN时,其它焊接参数不变,记录的动态电阻曲线如图11所示,可见动态电阻曲线变得更为平滑正常了。



图10:焊点BF-5770-L,在焊接压力为3.3KN时的动态电阻曲线



图11:焊点BF-5770-L,在焊接压力为3.0KN时的动态电阻曲线


对该焊点优化后,飞溅率从50%降低到27.5%以下的水平,如图12所示。图13则为经过飞溅率的优化后的飞溅数据,从图中可以看出,最大的飞溅率为36%,最小的为2%。当然根据工艺的需要,对大于10%飞溅率的焊点,还是可以分析其原因,对其进行优化,并最终将飞溅率控制在工艺要求的数值水平。



图12:焊点BF-5770-L,优化后的飞溅率为27.5%



图13:优化后的20个焊点的飞溅率数据


一般焊接工艺对于飞溅率的控制值越小,则需要更长的优化时间。不仅对于焊接的自动线可以进行飞溅的优化,对于手工悬挂电阻点焊,如果使用了博世力士乐的具备动态电阻自适应控制的产品,例如:PSI63CO.177L1,则同样可以对飞溅进行优化。而对于一些不可避免的飞溅,这种自适应质量控制技术,则可以对飞溅进行补偿,确保100%的合格焊点。


博世力士乐,全球领先的传动与控制公司!

发布时间:2017年7月20日 13:29 人气: 审核编辑:周薇

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