點焊設備在轎車車身制造上的應用
- 2020-08-17 14:53:45
- 梁新瓊 原創
- 4503
一、點焊設備介紹
1 點焊原理
點焊 (spot welding) 的定義:將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩柱狀電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬、形成焊點的電阻焊方法。
點焊設備的工作原理：板件 (兩層或三層、四層等) 由上、下電極頭壓緊后通電加熱，在板件之間生成橢球狀的熔化核心，切斷電流后該核心冷凝而形成熔核，它便成為連接兩工件的點狀焊縫。
2 點焊設備的分類
點焊設備種類很多，有多種分類方法:
(1) 按供電方式不同分為:單面點焊和雙面點焊
(2) 按一次形成焊點的數量分為:單點焊和多點焊
(3) 按機械結構分為四種基本類型:搖臂型、直壓型、移動型和多點型
3 點焊設備的應用特點
轎車車身制造中，點焊設備主要應用于薄板焊接，將沖壓成形的薄板結構的車身覆蓋件在其工件搭接連接處利用電阻熱熔化金屬形成焊點，將焊件連為一體主要的點焊設備有三類:普通點焊機、自動多點焊 機和點焊
機器人。這三類點焊設備的適用場合和應用特點是:
(1) 普通點焊機
由操作工人手工操作點焊鉗逐點對工件進行焊接，適用于各種場合、各類焊接對象 的通用點焊設備，是組成轎車焊裝生產線的主要設備。應用特點:生產效率低，工人的勞動強度大，使用場合機動、靈活，還可以用
在補焊工位。
(2) 多點焊機
由安裝在多種形式機架上的多把點焊槍同時焊接。應用特點:生產效率高，但使用不靈活。
(3) 點焊機器人
能模仿人工的動作、使用安裝在機械手臂上的點焊鉗對工件進行焊接。應用特點:生產效率高、柔性好、高智能，是組成焊裝自動化生產線的基本單元。
二、點焊設備的現場應用
普通點焊機分為移動式點焊機和固定式點焊機
1移動式點焊機的應用
適用于焊接一些結構尺寸大、形狀復雜、不便于移動的焊件和大型薄壁結構件。根據其結構不同，又分為懸掛式點焊機和便攜式點焊機
(1) 懸掛式點焊機
按照結構形式可分為:分體式懸掛點焊機和整體式懸掛點焊機
分體式懸掛點焊機:主要由變壓器、控制箱、電纜、焊鉗組成。阻焊控制器與焊鉗是分離的，焊接時變壓器通過水冷電纜向焊鉗輸送焊接電流。
一臺焊機可配備兩把不同構造的焊鉗，以適應不同形狀產品的焊接，兩焊鉗可分別調節焊接參數，但是應避免同時使用兩把焊鉗。
整體式懸掛點焊機:阻焊控制器和焊鉗連成一體，自動多點焊機整機結構緊湊、合理，節省使用空間、安裝材料和動力管道，操作控制器方便
(2) 便攜式點焊機
又叫手提式點焊機，主要用于維修工作中的薄鋼板焊接。阻焊變壓器容量小，整個焊鉗具有體積小、重量輕的優點
(3) 懸掛式點焊機的優缺點
①優點:操作靈活方便、焊鉗形式多樣。
②缺點:焊接回路長、阻抗大、功率因數低、功率損耗大;通水焊接電纜由于在大電流情況下頻繁扭曲使用，使通水焊接電纜成為該類焊機的主要“耗材”
(4) 焊鉗的選型原則
在生產應用上，要根據不同的工位和工件的焊點分布情況選擇焊鉗的型號，基本原則如下:
第一，選擇焊鉗的形式:X 形點焊鉗用于點焊水平及接近水平位置的焊點 (電極的運動軌跡是圓弧形);C形點焊鉗用于點焊垂直及接近垂直的焊點 (電極作直線運動);焊點距離制件的邊緣超過300mm 的情形選擇X形焊鉗
;焊點距離制件的邊緣小于300mm 的情形選擇 X形、C 形均可。
第二，優先原則:對于可以采用 C 形和 X 形焊鉗時，優先采用C 形焊鉗。對于喉寬、喉深> 600mm 的焊鉗，優先選擇中頻焊機作為焊接電源
第三，驗證:根據工件和夾具的安裝位置確定焊鉗的喉寬、喉深等參數，并利用三維軟件進行靜態和動態模擬，避免出現干涉
2 固定式點焊機 。
俗稱“凸焊”，是點焊的變種，主要用于焊接螺母，其焊接過程、原理和點焊相同。主要由變壓器、控制箱、氣缸、電極及箱體等組成。
3 自動多點焊機
自動多點焊機是為焊裝特定工件設計、制造的專用焊接設備優點:生產效率高，適合大批量單品種生產，適用于焊裝結構形狀復雜、焊點密集、接頭搭邊小、操作困 難、焊接質量難以保證等因素的工件
缺點:設備投資大、專用性強，將逐步由焊接機器人和相應的工裝夾具組合取代
三、點焊機器人
機器人是轎車車身制造中的最新技術，主要用于搬 運、焊接、涂敷和裝配等工作
1 點焊機器人的構成由點焊機器人本體、控制裝置、驅動單元等組成。
(1) 點焊機器人本體 由機座、手臂、手腕、機器人焊鉗等組成。
(2) 控制裝置由人操作啟動、停機及示教的一種裝置，一般由計算機控制系統、伺服驅動系統、電源裝置及操作裝置 (如操作面板、顯示器、示教盒和操縱桿等) 組成
(3) 驅動單元 由驅動器、減速器及檢測元件等組成
2 選用機器人的注意事項
(1) 點焊機器人實際可達到的工作空間應大于焊接所需的工作空間，該工作空間由焊點位置及其數量確定，需要用軟件進行模擬，有時候要考慮機器人各軸的極限位置，只有通過現場的模擬操作才能確定
(2) 對于一個工位或者一個機器人單元來說:要考慮焊點數量、焊接時間、作業時間等因素，使點焊速度滿足生產節拍的要求。
(3) 應選用內存容量大、示教功能全、控制精度高的點焊機器人。
(4) 按工件形狀、焊縫位置等選用合適的機器人焊 鉗，要考慮以下因素:
①確定焊鉗的驅動方式，汽缸驅動還是伺服電機驅動。
②選擇焊接變壓器的種類:交流變壓器還是逆變變壓器。
③選擇C 形或X 形焊鉗。
④選擇焊鉗的喉寬和喉深等參數。
⑤提供機器人末端法蘭盤的圖樣，以便與機器人焊鉗配套，同時考慮焊鉗的組裝方式
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