刘辉 孙建锋

摘 要：主要论述了电阻点焊技术的焊接原理、影响焊接质量的主要因素及控制措施，介绍了电阻点焊常用的电极材料，常用的双面点焊及单面点焊设备在客车车身及零部件焊接中的应用。

关键词：客车电阻点焊;单双面点焊;

前言

电阻点焊因其低成本、自动化程度高等优点一直为乘用车的主要焊接方式。但在客车行业，车身主要采用型材搭建的车身骨架与外型蒙皮焊接结构，包括车身外覆盖件，此类结构很大程度上限制了电阻点焊工艺的应用，而采用CO2保护焊工艺来焊接。随着客车不断向乘用车领域看齐，引入乘用车的生产设计理念，逐步采用冲压内外板结构，以致于电阻点焊在客车领域逐渐应用。

一 电阻点焊的基本原理

点焊，是指焊接时利用柱状电极，在两块搭接工件接触面之间形成焊点的焊接方法。通过对被焊接工件之间施加和保持一定的压力，从而使工件之间形成一个稳定的接触电阻，然后使焊接电源输出的电流通过被焊件之间的表面，产生热量，温度升高，局部熔化接触点，冷却后形成焊点。

1.1 点焊的热源：利用焦耳热（电阻热）进行焊接，Q=I2Rt。式中Q—产生的热量（J），I—焊接电流（A），R—电极间的电阻（Ω），t—焊接时间（s）

图中：R总—焊接区总电阻

Rew—电极与焊件之间的接触电阻

Rw—焊件内部电阻

Rc—焊件之间接触电阻

1.2点焊的基本循环：预压、焊接、维持、休止。

完整的点焊过程含预压，焊接，维持，休止程序。在预压阶段无电流通过，只对母材金属施加压力;在焊接和维持程序中，压力处于一定的数值下，通过电流，产生热量熔化母材，形成熔核;在休止程序中，停止通电，压力也逐渐减小。

预压的作用：在电极压力的作用下，清除一部分接触表面的油污和氧化膜，形成物理接触点，以保证所需要的接触电阻。

焊接、维持的作用：在热和机械（力）作用下形成塑性环、熔核，并随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。

休止的作用：加热后液态金属（熔核）在压力的作用下更好的冷却结晶。

二 影响焊接质量的因素

焊接质量的主要影响因素有焊接电流和通电时间、电极压力及电流分流等。

2.1 焊接电流和通电时间

根据焊接电流大小和通电时间长短，点焊可分为硬规范和软规范两种。在较短时间内通以大电流的规范称为硬规范，具有生产率高、电极寿命长、焊件变形小等优点，适合焊接导热性能较好的金属。

2.2 电极压力

电极压力对两电极间总电阻R有显著影响，随着电极压力增大，R值显著减小，此时焊接电流虽略有增大，但不能影响因R减小而引起的产热的减少，因此，焊点强度总是随着电极压力的增大而降低，在增大电极压力时，需增大焊接电流或延长焊接时间。

2.3 电流分流

点焊时，从焊接主回路以外流过的电流称为分流。分流使流经焊接区的电流减小，由于分流的存在，降低了对焊接区域的加热作用，造成焊点强度下降。

三 电阻点焊常见缺陷及解决办法

汽车车身的焊接质量直接决定着整车的质量，车身的焊接缺陷，会导致功能组件失效等问题。通常电阻点焊主要有虚焊、烧穿、焊接裂纹、压痕过深、电极粘铜等，以下对几种典型缺陷进行分析：

3.1虚焊

虚焊—焊点熔核直径小于要求的最小值dmin，焊点发白为虚焊。

原因及解决办法：

1）电流过小，点焊时间过短。解决措施为加大电流，延长点焊时间。

3.2 烧穿

烧穿—为在焊点的中心部位发生穿孔缩孔现象，会降低焊点强度;

原因及解决方法：

1）电流过大、点焊时间过长、维持时间短、电极压力不足等，可以通过调整点焊参数，减小焊接电流和焊接时间、增加维持时间，提高电极压力来解决。

2）电极头端面小或者电极头及板材上有杂质，使电流过于集中，从而导致烧穿。在焊接前应打磨电极头，清洁板材表面。

3.3 压痕过深

电极加压在板材上留下的压痕深度超过薄板厚度的50%时，为不合格焊点。

原因及解决办法：

电极接触面积小，电极压力大，焊接时间长。解决措施：在保证电极头面积达到要求的情况下减小电极压力，在保证焊点强度的情况下，适当缩短焊接时间。

四 電阻焊电极的选择

在客车生产过程中，为了提升车身的抗锈蚀能力，外覆盖件蒙皮均采用镀锌钢板，内饰件基本为冷轧钢板，板材材质不一。焊接时需从电极材质入手，选择适合电极，以充分发挥点焊优势。

常见的电极材料有铬铜（CuCr）、铬锆铜（CuCrZr）、氧化铝铜（CuAl2O3）以及铍铜（BeCu）。电极帽属于大量消耗工业品，在客车生产过程中，常用的电极材质为铬锆铜，同时氧化铝铜电极也开始逐渐应用。氧化铝铜与铬锆铜相比，具备更高的硬度和强度、出色的高温机械性（软化温度900℃）及良好的导电性，寿命长。氧化铝铜在镀锌钢板的点焊中发挥了很大的优势。

五 客车车身及零部件焊接过程中常用的点焊设备

5.1 双面点焊设备

工频交流点焊设备是目前广泛使用的常规点焊机。如立式点焊机，主要用于加工侧封板等零件规格平整、尺寸小、要求不高的产品;悬挂式点焊机，主要配合夹具使用，用于加工内外板结构灯框、保险杠总成等相对复杂，焊接定位要求高的零件。

5.2 单面单点点焊设备

单面单点点焊机需要借助外力使用，主要焊接固定的或体积较大的大板蒙皮，用于客车涨拉蒙皮的焊接。

六 结论

无论是在乘用车还是客车，电阻点焊因高效率、低成本、操作简单等优势已成为汽车行业应用十分广泛的一种焊接工艺，这种焊接工艺降低了对人员技能的依赖，但对设备的焊接性能提出了更高的要求。在日常的焊接作业中，要针对不同种材质及板厚的工件寻找设置一个合适的焊接参数、选用合适的电极材料，保证焊接质量和效率最优。

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