中华轿车顶盖流水槽的焊接

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摘 要：为了解决中华轿车顶盖焊接时电极粘连和焊接质量及顶盖流水槽表面质量问题，对焊接电极结构进行改进同时对水路进行优化，在实际生产中起到了很好的效果，不但焊接质量及表面质量提高而且机器人的运行速度也得以提升，满足了节拍生产。

关键词：电极结构；焊接热量；冷却水

前言：中华轿车顶盖流水槽的焊接是采用KUKA机器人用电阻焊的方法进行焊接的，如图（一）所示，所用的电极是进口ARO电极。在试生产初期，经常存在电极粘件现象，焊接质量也很不稳定，新换电极粘件 ，用一段时间开焊。另外还存在电极刮件的问题，（侧围和顶盖都是外表面件，刮件后必须到调整线修整）无论是开焊还是修整都给下序员工增加了很大的工作量，质量成本也大大提升，针对上述问题，从产生电极粘件的几个因素认真分析逐一解决。

1、焊接质量问题分析

1.1电极粘连问题分析

电极粘连是在焊接参数不变的情况下，新换电极焊接时，电极与顶盖粘连导致电极脱落，不能正常焊接，并且机器人的运行速度只能达到30%，导致不能按节拍生产。电极粘连是影响焊接质量的主要原因。

1.2焊接参数分析

由于电极压力低可能导致粘件，所以通过无数次实验，根据焊接规范反复调整，排除水路及压力两种因素。发现在焊接参数一定的前提下，焊点颜色与电极消耗有如图（二）所示的关系。即随着电极消耗量的增加焊点颜色由黄变白。根据GM4488车身车间焊接质量检测标准，通过非破坏性实验，发现在同一焊接参数下，焊接熔核直径随着电极磨损量的加大而减小，由此可以断定焊接参数不是导致焊接质量的主要原因。

1.3电极结构及冷却水分析

电阻焊是金属被加热熔化在压力的作用下形成合金的过程，根据焊接热量Q=0.24I2Rt，焊接参数不变、材料不变的情况下，焊接热量应该是不变的，电极粘件和开焊的原因只能是电极结构的问题，是冷却效果的不同而导致的。新换的电极冷却效果差，电极产生的热量得不到冷却而粘件，而到电极使用终了，电极端面离冷却水的距离变短电极产生的热量大部分被冷却水带走了，剩余的热量不足以使金属熔化形成牢固的焊接接头而开焊。检查冷却水，发现水路畅通，压力足够，电极粘连不是冷却不畅导致的只能是电极结构导致的，即电极结构是导致焊接质量的主要原因。

1.4表面质量问题分析

由于顶盖流水槽的宽度为11.5±0.5，深度为13mm，而电极的形状呈锥形，随着电极的逐渐消耗，电极的直径>11.5因而产生刮边，由于侧围和顶盖都是外覆盖件，刮边后到调整线修整，由此可见表面质量是电极直径大于流水槽的宽度导致的。

2、改进方案

2.1电极结构改进

改变电极结构使冷却水路往前延伸即内部冷却孔加深15mm，通过实践发现电极外表面越大，散热效果越好不能粘件。如果外表面小，把电极前部的锥形改成柱形就会粘件，经过反复的电极结构的修改设计，电极外表面作了如图（三）所示的修改。

2.2冷去水路改进

新换电极还稍有一些粘件，但比以前有了明显的改善。由于电极结构的更改，使冷却水管不能伸到电极的前部，前部的水变成了“死水”，为了保证良好的冷却效果，把冷却水管在原？6的基础上再加一段？5的用502胶粘上，底部的冷却水也变成了“活水”冷却效果很好。

2.3机器人程序改善

机器人电极修磨是按程序自动打磨得，经过生产1000台车的生产实践，每4台打磨一次电极，每240台车更换一个新电极，编制程序把更换电极的工作在机器人控制柜面板上进行提示，维修工按提示进行更换电极。

3、结束语

经过上述改进，通过一年的生产验证，从来没出现过开焊现象，焊接质量也特别稳定。

为了节约成本有对电极进行国产化，采用锆铬铜CuCrZr，既能保证焊接质量又能保证产品质量，此项目的改造成功，每年可为公司节约10万多元的电极成本和修整表面所需的人力、物力（打磨工，砂轮片），使机器人的速度也得到了很大提高，保证了节拍生产，保证了生产的顺利进行。

参考文献

[1] GM4488检测标准（汽车行业通用焊接质量检测标准）.

[2] 熔焊原理.