申 洁

（汾西矿业新产业发展公司，山西 介休 032000）

电阻焊是利用电极给组合焊接件提供压力，电流在焊接件间接触点机附近形成电阻热，从而实现焊接件焊接的技术方法[1-2]。经过长时间发展，电阻焊技术已较为成熟，具有焊接效率高、成本低以及焊接点质量高等优点，易于实现机械化、自动化焊接，同时焊接材料也较为广泛，可适用于钢铁、铝、铜以及合金等各类材料[3]。随着航天、汽车、机械加工以及电子等行业快速发展，电阻焊在工业领域中应用更为广泛，重视程度不断提升。但是受电阻焊焊接过程复杂、容易受外界影响等，在电阻焊应用过程中需要对焊接质量与焊接参数等进行探讨[4-5]。文中就对电阻焊在工业领域中应用现状进行分析并对发展方向进行探讨，以期能更好地促进电阻焊发展。

1 电阻焊应用分析

1.1 电阻焊在汽车领域应用分析

在汽车加工制作领域中，电阻焊在焊接金属丝网、金属薄板中应用较为广泛，但是由于焊接薄板类材料时热流容易传导至周边，从而增加点焊难度。随着焊接技术不断发展，在薄板类焊接中，已通过使用工业机器人实现焊接过程自动化控制。

电阻焊在车顶、车底、车身、总成等位置也广泛应用。车身是汽车结构主要承担单元，车身焊接质量直接关系到整车质量。在汽车车身制造过程中需要进行大量的电阻电焊，具体见图1。根据相关统计数据，每辆汽车上均有4 000个以上的电阻点焊点。在制造汽车过程中，电阻点焊质量直接关系到制造的车身质量，甚至给整车制造质量产生较为显著影响。

图1 汽车制作中电阻焊应用现场图

同时电阻焊在汽车零配件生产、加工中也有广泛应用，如汽车减震器在生产中使用到电阻凸焊、缝焊以及点焊；油箱加工过程中使用大量使用电阻缝焊；汽车轮圈在加工中使用闪光对焊。

1.2 电阻焊在石化、矿业领域应用分析

在石化领域中有大量的运输管道，同时由于输送的介质大多有腐蚀、可燃以及有毒等特征，因此对使用的管材、焊接质量等均有较高要求。早期使用的管道多为无缝钢管，但是存在成本高等问题。随着焊接技术以及钢材冶炼技术等不断提升，在石化领域中开始使用电阻焊直缝钢管代替传统的无缝钢管。

虽然高频电阻直缝管道在石化领域中逐渐应用，但是在焊缝质量、缺陷等检查方面也存在一些问题，虽然无损检测技术在焊缝质量、缺陷等方面均有成功应用，但是检测结果可信度及精准度有待进一步提升。焊缝质量以及缺陷等检查在一定程度上制约电阻焊直缝管道大范围应用，因此亟需进行技术攻关研究。

在矿业生产过程使用到多种薄板结构，如瓦斯抽采管路、选煤厂弧形筛筛板等。特别是煤炭洗选时使用到的弧形筛筛板是由不锈钢丝的断面形状为梯形，一般由圆丝冷轧而成。由于弧形筛板用钢丝断面尺寸较小，一般采用交流脉冲电阻焊进行焊接。电阻焊现场应见下页图2所示。

图2 电阻焊在矿业领域现场应用图

1.3 电阻焊在其他领域应用分析

电阻焊在传统家电制作领域中也有广泛应用，例如空调、冰箱、洗衣机等薄外壳加工制造中。同时，电阻焊也可以用以镍-金属氢化物、镍-镉电池等组装中。在电池组装过程中采用电阻焊将镍带固定到电池电极上，由于电阻焊焊接有时间段，因此要有效避免焊接过程中出现电池过热问题，若使用传统的锡焊连接将镍及电池电极则容易出现电池过热问题。此外，在飞机机身加工、食品外金属罐加工中电阻焊应用也较为普遍。

2 电阻焊焊接质量控制技术现状分析

2.1 焊接参数对焊接质量影响分析

现阶段电阻焊在工业领域中有广泛应用，但是现场应用过程中仍存在一定的问题。电阻焊焊接过程中涉及到电、热、力以及冶金学等，是一个较为复杂的过程，焊接过程中电机压力、电流强度、电流作用时间、工件材质及厚度等均会影响焊接质量。而上述参数与焊接质量间定量关系仍需要进行进一步研究。

现阶段主要采用数值模拟分析、试验等方式对影响电阻焊焊接质量参数进行分析，通过对焊接电流、熔核形成、电机压力等参数研究，对电阻点焊过程中焊接参数设定提供了指导。随着电阻焊在高导材料中的应用不断广泛，需要进一步优化电阻焊焊接参数，以便提高焊接质量、焊接效率，同时降低焊接成本。Florea等对6061-T6铝合金搭接焊接进行试验分析，研究表明焊接参数对电焊接头质量有显著影响，通过反复试验得到6061-T6铝合金搭接焊最佳电极电压、焊接电流以及电流作用时间。

采用电阻焊焊接试验虽然可得到较有价值的参数，但是也存在试验成本过高问题。数值模拟技术具有成本低、效率高等优点，在电阻焊焊接质量方面应用较为广泛，现阶段采用数值模拟软件多是基于有限元构建，模拟时难以考虑焊接相关的各类参数。为此，Mohsen提出了热-电-冶金学耦合模型，具体见图3，该耦合模型可较好的解释电阻焊过程中冶金学、物理学（热、电）间作用关系。

图3 热-电-冶金学耦合模型

在构建完成模拟模型后，可使用SYSWELD软件模拟焊接过程，并在焊接时综合考虑电流强度、电极电压、电极半径、焊接厚度等对焊接热影响区、电流强度以及熔化区体积等参数影响。相关研究成果表明，当焊接电流在6～10 kA时，电流强度对焊接质量起主导作用。热影响区半径、熔化区体积等均随着焊接时间增加而增大，但是熔化区体积却随着电极半径增加而减少。

2.2 焊接质量控制技术分析

电阻焊在应用过程中常用的质量缺陷包括有缩孔、脱焊、裂纹以及虚焊等。为了提高焊接质量，可采用在线监测技术对部分焊接参数进行监测，但是由于焊接过程较为复杂，若监测单一的参数往往难以较好反应焊接过程。为此，可采用多参数监测方法对焊接参数进行实时监测，不仅可便于焊接设备调试、评估焊接质量也可以高焊接质量。

李伟等提出一套汽车车身电阻焊质量监测系统，该系统可实现电极电压、焊接电流以及电极点位等参数实时监控，并自动获取影响焊接质量的特征值，以便达到提高焊接质量目的。陶琳基于涡流检测方法构一种焊缝质量检测系统，该系统可实现薄板焊缝在线检测、缺陷评价，从而为提高电阻电焊质量提供了一种切实可行的技术解决方案。

3 结语

现阶段电阻焊在工业生产领域中已有广泛应用，随着焊接参数、焊接质量、在线检测等方面研究不断深入，可为后续电阻焊焊接参数的合理设置、控制以及焊接质量检测等方面提供可靠技术支持。同时随着焊接材料不断发展，电阻焊应用范围也不断增加。随着电阻焊技术不断发展，在后续工业生产领域中电阻焊应用范围会不断增加、重要性会不断提升。