劉 杰， 張?zhí)珖?吳樟洪

（重慶長安汽車股份有限公司模具事業(yè)部， 重慶 401120）

引言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，消費者對汽車車身的外觀要求越來越高。車門是客戶最先接觸和使用頻次最高的部件，其外觀質量將給客戶帶來最直接的體驗。為了保證車門外觀和配合間隙，要求車門必須有較好的一致性和互換性，但是，車門總成扣合后，由于壓力等多方面的因素，車門內板和車門外板之間會有竄動現(xiàn)象，會影響車門的一致性。

1 工藝方法

目前汽車生產(chǎn)企業(yè)為解決汽車車門內外板竄動問題所采用的工藝方法主要有三種：手工點焊、MIG/CO2焊點、單面點焊。手工點焊是指工人操作焊鉗，在門蓋扣合邊內外板連接處增加幾個焊點，增加扣合邊強度，防止內外板的竄動；MIG/CO2焊點是指在門蓋扣合邊內外板連接處添加一定數(shù)量的MIG/CO2氣體保護焊點以增加門蓋內外板連接強度的工藝方法[1]；單面點焊工藝為電極由工件的同一側向焊接處饋電，即在外板翻邊和內板結合處形成焊點達到增加內外板連接強度的目的[2]。表l所示為三種不同防竄動工藝方法優(yōu)缺點等方面的對比。

表1 三種不同防竄動工藝方法對比

由表1對比可以知道，單面點焊相對于其他兩種工藝方法，具有較高的焊接質量，幾乎可達到A級面的質量要求，后期不用刮灰處理。但是傳統(tǒng)的單面點焊結構相對復雜，采用的是一個焊點對應一套焊接裝置，本文對傳統(tǒng)單面點焊進行升級，采用多點共極方式，即以車門內板為共用電極，完成多個焊點的焊接，一套裝置，滿足多個焊點，可大大簡化夾具結構，降低成本。

2 工作原理

2.1 單面點焊

單面點焊是僅在焊件的一面用一個電極加壓并通電完成點焊的方法，是電阻點焊的一種特殊形式，它既滿足普通壓力電阻點焊的原理要求，又有自己獨特的特點。焊接原理是通過焊槍、地線在板件之間形成電流同路，使板件溶化形成局部溶核的過程。單面焊點如圖1所示。

圖1 單面焊點

2.2 傀儡焊

傀儡焊是一種利用外部焊機焊鉗提供焊接電流并控制焊接參數(shù)，通過銅排、附纜傳遞電流至傀儡焊鉗，傀儡焊鉗壓緊板件形成回路，利用電流流過傀儡焊鉗接頭的接觸面及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法，其原理等同于電阻點焊[3]。冷卻方式有空冷和水冷兩種形式，常用方式是空冷?？芎笀D如下頁圖2所示。

2.3 傀儡式單面點焊

傀儡焊式單面點焊是指綜合單面點焊和傀儡焊的兩種方式的特點，其控制方式為傀儡焊，其焊接方式為單面點焊。對于此種類型的傀儡焊接，其結構特點為一個電極僅對應一個焊點，即一套點焊設備一次僅焊接一個點。工作原理是焊鉗在銅板處操作，電流一側通過上銅板、空冷電纜到內板，電流另一側通過下銅板、空冷電纜到外邊翻邊，在內板和外邊翻邊形成焊點?？苁絾蚊纥c焊如圖3所示。

圖2 傀儡焊

圖3 傀儡式單面點焊

2.4 多點共極傀儡式單面點焊

多點共極傀儡式單面點焊，是在傀儡式單面點焊的基礎上進行改良設計，以內板為共用電極（負極），焊點位置的壓緊點為正極，設置一套裝置，完成多個焊點的焊接。其工作流程：放置車門零件—夾具夾緊—傀儡焊鉗到位—傀儡焊鉗夾緊—取焊鉗在外部銅排處完成焊接—夾具打開、傀儡焊鉗打開—傀儡焊鉗移出—取出零件。多點共極傀儡焊如圖4所示。

圖4 多點共極傀儡焊

3 多點共極傀儡式單面點焊的結構組成

多點共極傀儡式單面點焊按結構功能可分為：外部焊機焊鉗、銅排、空冷電纜、內板夾緊機構（負極）、傀儡焊鉗、平推機構組成。該裝置安裝在焊接夾具BASE板上，配合夾具使用。多點共極傀儡式單面點焊機構如圖5所示。

圖5 多點共極傀儡式單面點焊機構

3.1 外部焊機焊鉗

外部焊機焊鉗一般有一體化焊機焊鉗和分體式焊機焊鉗兩種。主要作用是提供焊接電流并控制焊接參數(shù)。

3.2 銅排

銅排的主要功能是傳遞焊接電流，有兩組上銅排和下銅排（圖6所示），分別對應二次回路電流的流入和流出，兩組銅排間采用絕緣墊片隔開，利用螺栓固定在一起。銅排從結構上可細分為受壓銅排和傳導銅排如下頁圖7所示，前者直接與外部焊鉗電極接觸，承受電極壓力并傳遞電流，后者主要起到傳遞電流的作用。上銅排通過空冷電纜，連接傀儡焊鉗；下銅排通過空冷電纜，連接內板夾緊機構。

圖6 銅排結構

3.3 空冷電纜

電纜的主要功能也是傳遞焊接電流，它具有柔韌性，方便運動裝置連接（如圖4中的位置2）。有N+1根（N為焊點數(shù)量），1條連接下銅板與內板夾緊機構，N條連接上銅板與傀儡焊鉗，1個傀儡焊鉗1條。

圖7 受壓銅板和傳導銅排

3.4 內板夾緊機構

該內板夾緊機構1安裝在夾具底板上，通過兩級翻轉氣缸，使夾緊單元夾緊車門內板，以車門內板作為共用電極，夾緊塊通過空冷電纜，連接到下銅排。內板夾緊機構圖8所示。

圖8 內板夾緊機構示意圖

3.5 平推機構

平推機構是氣缸推動平臺（傀儡焊鉗安裝在平臺上），沿著滑軌方向運動，使傀儡焊鉗能夠在焊接完成后平移到外邊，方便零件取出，平推機構根據(jù)傀儡焊鉗設置，可以一個，也可以多個。平推機構如圖9所示。

圖9 平推機構

3.6 傀儡焊鉗

傀儡焊鉗的主要功能是通過氣缸提供焊接壓力壓緊板件，電流通過傀儡焊鉗壓緊電極傳到外板翻邊，和內板之間形成閉合回路，利用電阻熱形成合格焊點。氣缸上下運動，夾緊工件?？芎搞Q安裝在平推機構上面，由平推機構帶動左右運動。傀儡焊鉗如圖10所示。

圖10 傀儡焊鉗

4 應用中的問題、原因和控制方法

四門兩蓋是汽車外觀件，屬于A級面，在單面點焊的實施過程中，經(jīng)常碰到焊接變形、強度不足、炸槍等問題，原因分析及控制方法如下表2所示。

表2 多點共極傀儡式單面點焊常見問題分析

圖11 內板增加凸點示意圖

5 結語

多點共極傀儡式單面點焊在公司多個車型門蓋生產(chǎn)中進行了實際應用，相對于傳統(tǒng)的傀儡焊，夾具結構更加簡單，車門外觀質量得到了有效保證，工人僅需操作焊鉗，在夾具外側進行焊接，操作方便，效率高，應用前景十分廣泛。