汽车门盖

汽车门盖（共3篇）

汽车门盖 篇1

摘要：文章简要分析了参数化建模方法必要性及其基本原则,介绍了CATIA参数化建模的思路,重点提出了UG中汽车门盖件的参数化建模方法,并以某发罩内板为例,详细阐述了参数化建模过程。

关键词：门盖件,参数化建模,UG,CATIA

回望我国的汽车产业,设计始终是一个薄弱的环节,国产汽车产品之所以缺乏市场竞争力,其主要原因还在于汽车的设计质量不高。目前国产汽车产品基本还处于“模仿”的阶段,市场上销售的汽车大多是合资或外资品牌,国产汽车厂商对汽车设计的认识也远未提升到以自主设计来树立企业形象的层面上。在日益激烈的行业竞争下,没有自主设计和自主开发能力的汽车企业将很难发展壮大。

每个汽车零件背后,都有一位甚至几位辛勤工作的工程师,自主设计及自主开发与汽车设计工程师息息相关,汽车设计质量需要每一位工程师的不懈努力。本文旨在总结门盖件设计中的心得,以期起到抛砖引玉的作用。

汽车开发过程包括造型阶段、工程阶段和制造阶段,这些阶段几乎都涉及零部件数模设计与更改。因此,数模设计与更改时间的缩短可以大大减少汽车设计时间。本文总结了规范的参数化模型方法,供大家探讨。

1 参数化建模的必要性

目前,行业内UG的建模方法因人而异,没有统一的建模思路或模板对建模过程进行指导,导致建模速度与模型质量参差不齐。一旦设计输入发生更改,结构设计必然需要更改。此时,非参数化的模型更改困难,更改人员往往只能切掉要更改的部分,然后重新建模。这种建模与更改方法不仅耗费大量的人力和物力。而且无法保证模型质量。因此,在相应的区域规定一套统一的参数化建模思路是非常必要的。

参数化建模有以下目标:①模型条理化,有序化;②减小模型尺寸;③减少模型运算及设计时间;④模型适应A面(造型面)更改;⑤便于其他使用者编辑模型。

规范的参数化模型优点主要表现在节约时间、便于更改,以及由此带来成本的降低(如图1所示)。

2 参数化建模的基本原则

(1)建模流程科学规划,逻辑严谨,尽可能减少数据冗余,以保证模型数据简练。

(2)建模过程中数据严格定义,并保证数据可修改性,以确保数据准确、严谨。

(3)对于大型数模,尽量分块处理,以降低对计算机硬件的需求。

3 CATIA参数化建模简介

目前,汽车行业的两大主流设计软件为CATIA和UG。根据软件本身的特点,CATIA参数化建模方法已有一套行业认可的规范,设计者只需按照该规范,即可实现参数化建模。而UG软件对于使用者没有过多的限制,对建模思路也没有统一的规范,不同设计者对相同的设计目标可以采取多种建模方法。

国内主要用CATIA建模的主机厂都会用到CATIA统一的参数化建模的模板,任何建模人员都按照一个模板进行建模,其建模方法是根据车身零件3D数据的结构特征,将历史树分为如下组成部分:①零件名称(PART NUMBER);②车身坐标系(Axis Systems);③零件实体数据(PartBody);④外部数据(external geometry);⑤最终结果(final part);⑥零件设计过程(part definition);⑦关键截面(section)。整体结构树形式如图2所示。

CATIA参数化设计可以提高汽车开发设计的工作效率,适合在同平台上系列产品的演变,大大缩短产品开发周期。汽车各个零件相互间有着紧密的联系和协调性。为此,重要的是各零件的设计人员应具备(自己专业之外的)其他零件的知识,了解其对整体的影响。CATIA参数化模板在零件设计过程中可以很好地体现CATIA的参数化设计优势,培养设计人员在汽车开发设计中的整体设计理念,设计人员通过对零件结构特征的分析理解,可以很好地把握零件的要素特征和关键结构形式。

4 汽车门盖件参数建模方法

汽车门盖件包括发罩、前侧门、后侧门及尾门。门盖件的结构有包边、密封面、附件安装、减重特征等。由于结构特征类似,因此门盖件UG参数化建模的方法有片体加厚和实体抽壳两大类。其中,片体加厚一般用于门盖件外板建模,门盖件及其他零件建议采用实体抽壳。

门盖件实体抽壳建模一般包括主实体切割、布尔运算、增加特征、倒圆、抽壳、开孔和切边7个步骤(如图3所示)。

以上过程中需要特别注意的是布尔运算,布尔运算有布尔加与布尔减,布尔加得到的特征比布尔减得到的特征编辑难度大。如图4所示,布尔加运算得到的A、B表面更改困难,而布尔减运算得到的结构所有表面都容易更改。因此进行布尔运算时一般优先使用布尔减运算。

5 应用实例——发罩内板的参数化建模过程

应用上述实体抽壳方法,进行发罩内板的结构设计。在开始主模型建模之前,检查所有的工程输入,包括概念设计、总布置、A面、断面等。在此基础上进行发罩内板的参数化建模,具体的建模步骤如下。

5.1 主实体切割

首先根据A面拉伸一个主实体,主实体边界尽量与A面边界一致,用A面剪切A面以外的部分,得到初始化的主实体,如图5所示。

其次根据断面的输入,找到发罩内板的最大厚度,一般将A面偏置到发罩的最大厚度位置,并延伸(或者根据A面及断面得到密封面)。尽可能延伸偏置后的A面边界,直至可以切割主模型实体。

如图6所示,根据断面T04A可以得出发罩厚度(19.4 mm)、密封面位置及包边尺寸等。

根据断面得出工具体,并用工具体剪切主实体,如图7所示。

5.2 增加特征

布置内板加强筋、缓冲胶塞、铰链及撑杆等主要附件,在主实体上增加主要安装结构。

加强筋宽度16 mm左右,主要考虑发罩的轻量化及刚度;诱导槽靠近铰链安装面,在发罩前后方向宽度1/3的位置,深度为内板厚度的1/2;缓冲块与发罩的接触面垂直于发罩的运动方向,较轻的发罩可布2个缓冲块;门盖内的减震胶涂胶间隙为3mm,涂胶区域直线段宽度尺寸不小于15 mm,防撞杆直线段与外板的涂胶间隙为3～7 mm;发罩撑杆与发罩的最大开启角度相互配合,且要求撑杆不易滑落。

另外,在主要安装结构完成后,还需要根据发罩性能要求增加相应的加强结构。

最后,将实体镜像,并针对不对称结构做相应的处理,即可得到完整的发罩内板,如图8所示。

5.3 倒圆

倒圆是结构设计的重要部分,倒圆不但影响工艺性,还会影响模具的寿命,并最终影响产品质量。一般情况下,倒圆的工作量是整个模型设计过程的2/3,倒圆后的结构如图9所示。

5.4 抽壳、开孔、切边

结构设计基本完成并倒圆之后,顺序完成的步骤是对主实体进行抽壳,然后在主实体上开安装孔、定位孔,最后根据造型边界切边即完成了主实体建模,如图10所示。

6 结语

参数化的模型思路明晰,可读性强,易于更改。本文结合发罩内板的UG参数化建模,形象而具体地说明了汽车门盖件的参数化建模过程,简单明了。汽车结构类似,特征相近,因此本文阐述的方法普遍适用于汽车门盖件的参数化建模。

而汽车UG建模方法因不同区域而有所差别,本文旨在分享门盖件设计经验,希望引起大家对参数化建模的重视,从细节做起,提高国内汽车设计水平和国内汽车设计效率,降低开发成本。

参考文献

[1]郭竹亭.汽车车身设计[M].吉林:吉林科学技术出版社,1992.

[2]扬华,曹立波.特征建模在汽车车身覆盖件设计中的应用[J].客车技术与研究,2002(4).

汽车门盖 篇2

汽车的四门两盖是汽车车身总成的重要组成部分。它们是汽车车身的外表面开启件, 装配后要与周围零件如侧围、翼子板等保持均匀的配合间隙及良好的平度, 同时为方便售后维修更换, 四门两盖还要达到良好的互换性。因此, 对于汽车四门两盖不仅要求较高的表面质量, 还必须保证其在生产转运、装配调整和整车使用过程中始终保持良好的尺寸稳定性。基于以上要求, 四门两盖在正常的生产组织中除尽量缩短外板件的工序外, 还需要在内外板包边完成后采取合理的工艺方法以防止内外板窜动所导致的尺寸变化。

目前汽车生产企业为解决汽车车门内外板窜动问题所采用的工艺方法主要有三种:高频固化、MIG/CO2焊点和单面点焊。高频固化是指利用电磁转换的原理 (在门盖折边区域周围布置铜管通以低电压高频率交流电) 加热门盖折边局部区域, 使折边区域乳胶状折边胶固化, 从而提高折边连接强度以防止内外板相互窜动;MIG/CO2焊点是指在门盖折边区内外板连接处添加一定数量的MIG/CO2气体保护焊焊点以增加门盖内外板连接强度的工艺方法;单面点焊是指电极由工件的同一侧向焊接处馈电, 一方面焊接区单侧金属熔化达到了连接目的, 另一方面保证了另一侧良好的表面质量。下表1为三种不同防窜动工艺方法在成本、空间布置及局限性等方面的对比。

由上表对比可以知道, 单面点焊相对于其他两种工艺方法, 具有成本低、占用空间小并且可以在现有工位进行更改的优势。由于汽车门盖包边后的防窜动工艺并不要求较高的连接强度, 仅仅是作为一种包边的补充工艺, 因此, 单面点焊作为一种单纯的工艺补充手段应用于汽车门盖生产工艺具有较为广阔的应用前景。

本文主要对单面点焊的原理及特点进行介绍, 同时对单面点焊的分类和生产调试问题进行了探讨。

2 单面点焊的原理及特点

单面点焊是普通压力电阻点焊的一种特殊形式, 它既满足普通压力电阻点焊的原理要求, 又有自己独特的特点。其焊接原理是通过焊枪、地线在板件之间形成电流回路, 使板件溶化形成局部溶核的过程。

2.1 普通压力电阻点焊的基本原理

压力电阻点焊是指焊件组合后通过电极施加压力, 利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生电阻热熔化金属, 断电后继续在电极压力作用下结晶从而形成牢固接头的一种工艺方法, 其整个过程包括预压、焊接、维持、休止四个阶段。

根据焦耳定律焊接区的电阻总热量[1]:

I为通过焊接区平均电流 (电流为时间的函数, 取平均值计算)

R为焊接区总电阻的平均值 (电阻同为时间的函数, 本文电阻均为一个焊接周期的平均值)

t为通电焊接时间 (不包括预压、维持、休止等时间)

如图1所示为普通压力电阻点焊 (以两层板焊接为例) 原理示意图

由上述原理示意图可以知道, 在焊接区总电阻主要有接触电阻和焊接件本身电阻组成 (不考虑电极、电缆等焊接设备本身电阻, 只针对焊接区进行研究) , 因此焊接区总电阻[2]为:

其中R1、R3、R5均为接触电阻, R2、R4为焊接件内部电阻。

如图2 (1) 所示焊接时电流线示意图, 如图2 (2) 所示焊接过程中温度曲线与熔点关系示意图。

2.2 单面点焊的原理特点

单面点焊符合上述的压力电阻点焊的基本原理, 均是通过形成电流回路利用电阻热形成焊点, 与普通压力电阻点焊不同的是, 单面点焊的偶数压力电极均在在同一侧或压力电极只有一个, 另一极通过地线 (零线) 的方式和其配合形成回路。如图3所示为单面点焊的原理示意图。

由以上单面点焊的原理特点和压力电阻点焊的基本原理可以知道, 单面点焊的偶数压力电极均在在同一侧或压力电极只有一个, 因此单面点焊的熔核相对于普通压力电阻点焊所形成的熔核较为偏心, 即其熔核大部分在和压力电极接触的焊接件一侧。由此来看, 单面点焊在具备一定连接效果的情况下, 与电极非接触的一边具备了普通点焊所不具有的良好的表面质量, 因此对于外观类要求较为严格的门盖类零部件来讲, 单面点焊具有了无可替代的地位。

需要注意的是, 当偶数压力电极在同一侧时在焊接件内部会有至少两种电流流向, 如图4 (1) 所示其中一种电流为无效电流, 但当分别与两个压力电极接触的焊接件为两个件 (焊接至同一个件) 时, 可以避免无效电流的产生, 如图4 (2) 所示;而当压力电极只有一个, 另一极通过地线 (零线) 的方式连接时, 同样没有无效电流的产生, 如图4 (3) 所示。因此, 在实际的单面点焊应用中, 在依据普通的压力电阻点焊基本原理进行工艺设计时, 应该充分考虑单面点焊本身所具有的独特的特点, 也只有这样, 才能更加充分的利用单面点焊所具备的巨大优势。

3 单面点焊的分类

在单面点焊的实际应用中, 围绕焊点质量, 工艺布置的合理性, 单面点焊因此可以分为水冷式、空冷式和傀儡焊式三种。

3.1 水冷式单面点焊

水冷式单面点焊是指利用循环水冷却焊接电极的一种单面点焊方式。此种类型单面点焊因为涉及到水、电、气三种管路的布置, 因此在相应的夹具进行布置相对较为困难, 并且即使能够布置于夹具上, 则也不便于实现夹具场地的柔性化生产。由此水冷式单面点焊设备通常都参考悬点焊机布置点焊钳的形式进行设计或直接由普通的悬点焊接设备进行改进而成单面点焊设备。如下图5所示为其中一种形式的水冷式单面点焊焊接示意图。

由图示可以看出, 此种水冷式单面点焊的显著特点是在进行焊接时需人工下压焊钳从而产生电极压力。因此, 此种形式的单面点焊一方面增加了操作工人的劳动强度, 另一方面由于电极压力依靠的是人工输入, 所以电极压力的稳定性较差, 其经常的结果是焊接质量稳定性、一致性较差, 不利于焊点的质量控制。

3.2空冷式单面点焊

空冷式单面点焊是指利用自然状态下空气冷却焊接电极的一种单面点焊方式。此种类型单面点焊设备通常是由整形机等汽修设备对参数进行更改后作为单面点焊机使用, 如图6所示为此种类型的空冷式单面点焊示意图。因为焊接设备无专用的冷却设施, 仅依靠使用过程中空气的冷却, 因此为防止电极过热而无法大批量连续使用, 同时因为其电极为一次性电极杆, 修磨更换困难、设备一次性投入较大, 同时其电极压力同样依靠人员手工输入, 因此焊接稳定性同样较差, 在实际中应用较少。

3.3 傀儡焊式单面点焊

傀儡焊式单面点焊是指结合傀儡焊的原理将其应用于单面点焊的一种焊接工艺, 其焊接工艺为单面点焊, 其控制方式为傀儡焊。对于此种类型的傀儡焊接, 原则上既可以布置空冷结构, 也可以布置水冷式结构, 但因为傀儡焊的结构特点为一个电极仅对应一个焊点, 即一套点焊设备一次仅焊接一个点, 因此一个焊接周期完成后其冷却时间较长, 使用空气自然冷却同样可以满足大批量连续生产的要求, 因此, 在实际应用中傀儡焊式单面点焊通常所使用的冷却方式为空冷式。

结合傀儡焊的应用特点和单面点焊空气冷却的结构类型, 傀儡焊式单面点焊中傀儡焊设施通常布置于对应的夹具上, 而焊接设备通常采用普通的悬点焊接设备。如图7所示为其中一种应用形式的傀儡焊式单面点焊示意图。

由上图可以知道, 此种类型单面点焊的显著特点是, 电极压力是由固定于夹具上的气缸提供, 状态稳定, 一致性较好。

综合以上类型单面点焊的不同特点, 总结各类型单面点焊优缺点如下表所示:

由于傀儡焊式单面点焊在焊接质量控制、人性化生产方面具备的独特优势, 使其在实际生产中受到越来越多的重视, 应用的范围也越来越广泛。

4 生产调试问题

由上文可以知道, 单面点焊作为压力电阻点焊的一种特殊形式在汽车四门两盖防止内外板窜动问题上具有较为广泛的应用前景。结合单面点焊自身的原理特点并经过实际的问题总结, 单面点焊在生产调试中主要存在以下几个问题。

4.1 焊接炸点

焊接炸点是指在焊接通电的一瞬间电极与焊接件之间或焊接件与焊接件之间产生的一种类似爆炸的现象。它的本质是焊接通电的一瞬间因接触面局部热量过大、过于集中且接触面存在一定间隙, 导致在很短的时间里金属熔融液化、气体受热分解体积急剧膨胀, 由此产生爆炸现象。

由以上对于焊接炸点的解释可以知道, 产生焊接炸点的必要因素包括焊接通电瞬间热量过大且过于集中和存在间隙两个方面。结合单面点焊的原理可以知道, 在通电瞬间使得热量过大、过于集中的问题主要与接触电阻有关, 而存在间隙则主要与包边状态、焊件与电极或焊件与焊件之间配合状态等因素有关。

在实际生产调试过程中, 针对影响焊接炸点的两方面因素, 主要通过焊接前擦拭焊接件、保持电极端面直径、垂直度、避免包边不实及选择合理焊接压力等手段进行保证。

需要特别说明的是, 以上问题的影响因素并不是孤立存在的, 而是相互影响的, 比如焊接压力不足会导致接触面产生间隙, 但同时因为焊接压力的不足同样会导致接触电阻的升高, 因此在实际的生产调试过程中应综合考虑这些因素的影响。

4.2 焊接强度 (虚焊、弱焊)

虚焊是指焊点未形成熔核, 即熔核直径Φ=0;弱焊是指焊点实际熔核直径较理论最小熔核直径小, 即Φ<Φmin。如表3所示为普通点焊最小熔核直径标准值:

结合上文中关于点焊原理的描述, 焊接虚焊弱焊的产生主要原因是焊接热量不足。结合单面点焊的原理特点, 在实际生产调试中, 主要通过避免分流、合理的焊接参数、保证电极端面直径、焊前表面清理等方面解决焊接虚焊弱焊的问题。

单面点焊通常作为门盖包边的一种补充工艺, 其对于焊点强度的要求并不严格, 通常要求只要经过一定的调整和应力释放后不开裂即可。

4.3 焊接后外板变形

焊接后外板变形是指在单面点焊接完成后, 单面点背面外板处产生鼓包、凸点、压痕等, 严重影响了外表面件的外观质量, 外板的变形主要分为热变形和冷变形。其中热变形主要是因为焊接电阻热的影响使得焊件外表面产生热应力变形;冷变形主要是指由于电极与支撑相互之间挤压导致外板表面的挤压变形。

为了解决变形的问题, 除了采用导热性好、硬度较大的材质作支撑及参数调试等工艺手段外, 目前较为通用的做法是通过产品自身结构进行有效规避。具体做法是在单面焊点处内板起凸包用以隔绝焊接热量与外板之间的热传导以及内外板之间物理接触 (包边时模具在凸包处做避让) , 有效降低因单面点焊原因导致的外表面变形, 如图8所示为凸包方案原理示意图。

5 总结

1、本文重点介绍了单面点焊的基本原理及其特点, 并对目前所应用的单面点焊进行了归类总结, 同时结合现场的生产调试, 就单面点焊在实际生产应用中容易出现的问题进行了探讨;

2、单面点焊作为普通压力点焊的一种特殊形式, 既满足普通点焊的原理要求, 又有自己的特点;

3、单面点焊焊接形成的焊点熔核具有偏心 (靠近电极侧) 特性, 因此其在具备普通点焊所具备的一定的连接强度 (因偏心效应较双面焊点差) 以外, 在非电极侧保持较好的表面质量;

4、单面点焊作为门盖包边工艺的一种补充工艺, 它对连接强度没有更多严格的要求, 但对于焊点表面的外观质量要求很高, 因此, 单面点焊在汽车门盖生产中具有较为广阔的应用前景。

摘要：本文简要总结了汽车门盖生产过程中为防止门盖内外板窜动所采取的几种常见的工艺方法, 同时对于不同的工艺方法分别从成本、空间布置及局限性等方面进行了比对, 明确了单面点焊应用的广泛前景。另外本文着重从单面点焊的原理、特点及其分类对单面点焊在实际中的应用进行了论述, 同时结合单面点焊在汽车门盖生产调试过程中所发生的问题及为解决这些问题所取得的经验教训, 对后续单面点焊在汽车门盖生产中的应用提出建议。

关键词：内外板窜动,单面点焊,傀儡焊式单面点焊,凸包方案

参考文献

汽车门盖 篇3

引出焊是电阻点焊的一种焊接方式,主要应用于车身及零部件焊装结构形状复杂、焊点密集、接头搭边小、操作困难、焊接质量难以保证等因素的工件的焊接。其具有低成本、高效率、表面加工质量较好、便于操作、能有效解决人机工程问题等特点,因此广泛应用于汽车制造领域。门盖焊装线引出焊常用于门包边后周围翻边的焊接,焊接时焊钳电极直接与门外板的A面的接触,由于门的型面复杂,而且外板A面的表面质量要求很高,如何保证焊点强度的同时,又能获得很高外观质量要求,是本文论述的重点。

1引出焊的结构及原理

引出焊主要有自动和手动引出焊两种形式,两者的区别在于:自动引出焊由PLC电气系统控制焊钳自动焊接,自动化程度高,但结构复杂,成本高;手动引出焊则由人工操作实现焊接,结构简单,成本低。

门盖引出焊主要采用手工引出焊的形式,引出焊机构主要由四部分组成:通用手工焊接设备(含焊机、焊钳整套设备)、引出焊导流板、连接电缆、专用点焊焊钳,如图1所示。

1.通用焊接设备;2.导流板;3.连接电缆;4.专用焊钳。

门盖引出焊一般为单次焊接双焊点的形式,其工作原理:首先接通气源,对专用焊钳通气,专用焊钳动电极压紧工件,然后手工操作通用焊钳点焊导流板引出端的正负电极,电流从正电极经过导流板、连接电缆传递到焊点1专用焊钳的动电极,再经过工件,传递到焊点2专用焊钳的动电极,然后经连接电缆和导流板流向负电极形成电流回路,利用工件本身的电阻及工件间接触电阻产生的热量使连接处熔化或达塑性状态,在持续的压力作用下形成焊点,焊点的形成过程与电阻点焊基本相同,区别在于加压过程不是由焊机控制,而是由集成在焊接拼台上的气控系统控制,焊机输出的电流经过中间环节比较多,能量损耗较大。

2引出焊常见的焊接缺陷及因素分析

2.1引出焊常见的焊接缺陷

焊接缺陷是指焊接中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷,引出焊常见焊接缺陷种类很多,主要有:虚焊、裂纹、烧穿等影响强度的缺陷;还有压痕过深、表面隆起、毛刺、飞溅等影响外观质量的缺陷。其中门盖线引出焊缺陷中,顾客抱怨最多的是门外板凹陷、虚焊、过烧缺陷,我们应重点关注并采取有效措施来改善。

2.2影响引出焊焊接缺陷的因素

引出焊是电阻点焊的一种形式,其原理是用电极对被焊物施加一定的压力,将其夹紧同时通电、利用电极间产生的热量融化金属而达到焊接的目的。电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响,随着电极压力的增大,R显著减小,焊接热量与电极压力的关系如公式(1)所示:

其中,Q为热量,I为电流,t为时间,R1为材料本身的电阻,KC为与接触材料,表面情况,接触方式等有关的系数,Fm为接触压力。

由公式(1)可知,影响焊接质量的因素主要有焊接电流、压力、时间、零件工作表面状况和电极端面的大小等五个方面。

(1)焊接电流:电流偏小,热源强度不足以形成熔核或熔核过小,是造成虚焊的主要原因;电流过大时会导致焊点过热,容易产生前期飞溅,压痕过深,焊接穿孔,从而削弱焊接强度,造成焊接不良。

(2)电极压力:压力不足时,接触电阻会比较大,焊接过程中瞬时间会产生大量热量,导致熔核过大甚至出现焊穿现象。电极压力过大,将使焊接区接触面积增大,总电阻和电流密度均减小,因此熔核尺寸变小,严重会出现虚焊。

(3)通电时间:通电时间过短,产生热量过少,熔核尺寸下降,强度下降,通电时间过长,产生热量过多,容易产生后期飞溅。

(4)零件工作表面状况:表面有氧化物、污垢等杂质,增大了接触电阻,有时使电流不能通过,局部导通使电流密度过大,会产生喷溅和表面烧损,引起焊接质量波动。

(5)电极端部:电极端面太大,电流密度降低,散热效果增强,加热程度减弱,熔核尺寸减小,容易产生虚焊;电极端面太小,电流密度过高,可能导致过烧,同时容易形成较深凹陷,门盖的引出焊中,由于下电极直接与外板A面接触,要获得良好焊接质量,选择合适的电极端面尺寸尤其重要。

此外,由于引出焊相对普通点焊来说,机构较为复杂,电流传送到工件的过程中,中间环节较多,导流板、连接电缆和专用焊钳电级之间连接环节很多,尤其是导流板搭接复杂,容易出现接触不良,分流,甚至出现短路,造成导电性能下降,从而影响焊接质量,因此引出焊机构设计、加工及安装质量的好坏也是影响焊接质量重要因素。

3引出焊焊接质量的改善

3.1优化焊接工艺参数

焊接工艺参数通常是根据工件的材料和厚度,参考该种材料的焊接条件来选取。首先确定电极的端面形状和尺寸,其次初步选定电极压力和焊接时间,然后调节焊接电流,以不同的电流焊接试样。经检验熔核直径符合要求后,再在适当的范围内调节电极压力,焊接时间和电流,进行试样的焊接和检验,直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。门盖的引出焊是比较特殊的焊接工艺,是门盖包完边后,在门周围翻边处实行的内板与外板之间的焊接,主要用于加固门内板与外板之间的连接强度,属于工艺焊点,其焊接强度要求不像车身其他地方的焊点那么高,焊核尺寸可以比标准焊核小,但是由于引出焊直接焊接门外板,外板属于A面,外观质量要求很高,外板面的焊点不允许有轻微的凹陷、毛刺等缺陷产生,凹陷主要由于电极压力、电流过大造成的,因此为了获得较高的焊点外观质量,在参考标准值设定焊接参数时,应适当减小电极压力和电流值。以某车型前门为例、门材料为低碳钢,内、外板厚度为0.8mm和0.7mm,主导板厚为0.7mm,根据主导板厚查下表可得焊接参数:电极压力2.1KN,电流8kA,焊接时间8周波,用这组参数进行焊接时,能获得较好的焊核直径,有较好的焊接强度,但外观质量很差,有明显的凹陷、飞溅等焊接缺陷的产生。通过减小电极压力和电流值,经过数次调节和验证,当电流值为0.6kA,压力值为1.9KN时,有较好外观质量,同时又能获得满足强度要求的较小焊核。通过以上实践可知,由于门盖引出焊工艺的特殊性,焊点外观质量要求很高,焊点强度要求相对不高的情况下,我们在设定焊接参数时,适当减小电流和压力可获得理想的焊点。

3.2优化引出焊机构设计及调试方法

引出焊机构的导电性能和下电极结构和尺寸是影响焊接质量重要因素,因此通过改进引出焊机构的结构设计,合理设计下电极结构和尺寸可以有效改善引出焊焊接质量。

影响引出焊导电性能的因素主要有导流板的材料,导流板的横截面积,导流板之间的绝缘性能,导流板接头的设计,连接电缆的选材等。

引出焊的导流板相当于焊钳电极的延伸,用于向被焊零件传送电流,由于电流较大(6kA左右),通过导流板时会产生很高的温度,阻抗也很大,应选具有良好电导率和导热性的材料,由于导流板的引出端正负电极板经常与焊钳接触受较大压力,选材应具有高温强度和硬度。铬锆铜具有良好的电导率、导热性高温强度和硬度,常用来做导流板引出端电极板,导流板的连接铜板由于不与焊钳接触,选用黄铜可满足要求。以往的设计,采用黄铜作为引出端电极板,在生产中由于经常受热和压力影响变形,导致接触不良从而影响焊接质量,因此在设计中应选择合适的材料改善引出焊质量。

导流板的横截面积:横截面积越大,导电性越好,反之导电性越差。经分析电流为6000A,通过的横截面积<385mm时,散热速度较慢,电热损耗严重,铜板容易烧坏,为获得稳定的焊接质量,设计时应适当增加导流板的横截面积。门盖引出焊的导流板一般制成厚20mm、宽35mm的长形板件,经生产验证可以获得良好的导电性能。

绝缘设计:为了避免短路和电流分流引起虚焊,相邻导流板之间,导流板与安装座之间需要用绝缘垫板隔开,铜板连接处用绝缘垫片、套筒隔开,绝缘材料选用环氧层压玻璃布板,绝缘板设计常见的问题如下图2所示,虽然导流板间有绝缘垫板隔开,但导流板之间存在缝隙,在焊接过程中由于产生大量的焊渣,容易堆积在导流板之间的缝隙处导致短路,严重时会导致虚焊。改进方法是加大绝缘板宽度,周围超出导流板3mm左右,可有效隔离焊渣,避免短路,详见图3。

接头设计:导流板接头常见问题是相互接触的表面没有经过加工,粗糙度大造成表面接触不良,导电性降低,影响焊接质量。改进方法是在相互接触面精铣一个台阶面,表面粗糙度为0.8,使接触面紧密贴合,可以有效改善导电性。表面接触不良往往在接头处产生大量的火花,生产时应注意观察并及时维修。

下电极的结构设计:下电极直接与门外板接触,在压力一定的情况下,下电极端面越小,在外板产生的压强越大,零件变形越大,由于在单次焊接双焊点的引出焊结构中,下电极(静电极)是不导通电流的,只是对零件起支撑作用,因此下电极端面的大小对焊核的形成没有影响,增加下电极端面尺寸有利减小零件受力变形,从而改善焊接外观质量。图4和图5下电极端面小,不符合要求,改进后的下电极结构如图6所示,下电极的受力面大于上电极,而且应大于由上电极通电对零件加热产生的塑性环区域,使下电极有效的托住外板而不易变形。

下电极应该有足够的刚性,受力不易变形。下图7下电极的结构设计不合理,端面受力方向与安装面不垂直,在力矩作用下容易产生弯曲变形。改进的结构见图8所示。

引出焊的调试方法:引出焊的下电极与外板A面接触,型面的匹配程度非常重要,匹配不好,外板在压力下会产生明显的压痕或凸点,由于加工精度,定位精度等因素,下电极型面与外板型面不可能完全贴合。引出焊的调试主要是对下电极进行修磨,其修磨的效果优劣直接影响引出焊的质量,修磨的方法主要是研磨,研磨前首先对零件进度定位,门盖主要靠导向杆进行定位,导向杆与门四周轮廓的距离要调整到0.5mm左右,研磨时在样件上与定位接触面上涂色,依据定位面上接触颜色的面积,判定两者贴合状况,确定研磨量。研磨过程中,当着色定位面逐渐贴近样件接触面时,每次研磨着色部位量逐渐减少,反复研磨直到合格,避免一次研磨量过大,低于样件接触面。经生产验证,这种调试方法取得了良好的焊接外观质量。

摘要：介绍了门盖焊装线引出焊常见的焊接质量缺陷,分析影响缺陷产生的因素,并通过优化焊接参数,改进工装结构设计及工装调试方法,有效的改善了门盖引出焊焊接质量。

关键词：门盖,引出焊,改善,焊接质量

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