螺柱焊在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、-裝 -訂-線- 螺柱焊接在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用 姓 名： 邱宏宇 專業(yè)工種： 機(jī)修鉗工 申報級別： 技 師 單 位： 一汽-大眾 2009年度技師（高級技師）社會化考評答辯論文-裝 -訂-線-裝 -訂-線-裝 -訂- 引 言 螺柱焊接(Stud Welding)是指在金屬或類似金屬件的端面與另一金屬工件表面之間產(chǎn)生電弧，待接合面熔化時迅速施加壓力，完成焊接的一種方法。螺柱焊接方法起源于1918 年，由于這種焊接新技術(shù)具有快速、可靠、簡化工序、降低成本等一系列優(yōu)點，因而引起了世界各國的普遍重視。經(jīng)過不斷地改進(jìn)和完善，特別是二次世界大戰(zhàn)后得到了迅速發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到橋梁、高速公路、房屋建筑、造船、

2、汽車、電站、電控柜等行業(yè)，可焊接低碳鋼、不銹鋼、低合金鋼，銅、鋁及其合金材質(zhì)的螺柱、焊釘、銷釘、栓釘?shù)?。螺柱焊接技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為西方發(fā)達(dá)國家的一種基本的熱加工方法，螺柱（焊釘）的焊接大約有80%以上是通過螺柱焊機(jī)完成的。而我國1986年在成都試制成功第一臺螺柱焊機(jī)。至于螺柱焊接技術(shù)的應(yīng)用，還是從上世紀(jì)的九十年代才逐步展開的。 目前一些高級控制策略已應(yīng)用在逆變?nèi)酆笝C(jī)的控制系統(tǒng)、模糊控制技術(shù)和人工智能技術(shù)等。而計算機(jī)的發(fā)展又帶動了逆變技術(shù)的進(jìn)步。利用計算機(jī)的快速運(yùn)算能力和內(nèi)存量大等優(yōu)點。實現(xiàn)一些計算機(jī)才能實現(xiàn)的控制方法和顯示功能。這必將推動螺柱焊機(jī)的發(fā)展。因此，研制具有有自動化功能只需輸人

3、焊接方法、螺柱直徑、焊接材料就能提供最佳焊接工藝參數(shù)。并通過實際施焊，采集螺柱焊記錄數(shù)據(jù)，并能自動調(diào)節(jié)輸人能量及相關(guān)參數(shù)以能穩(wěn)定焊接質(zhì)量已經(jīng)成為螺柱焊接發(fā)展的趨勢。 本人多年一直從事機(jī)械設(shè)備的維修工作，對螺柱焊設(shè)備技術(shù)有了比較深入的了解，并掌握了相關(guān)的工作技能。本文依據(jù)自己對螺柱焊技術(shù)的了解和實際操作經(jīng)驗，系統(tǒng)地闡述了螺柱焊技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用。 目 錄1、 螺柱焊的工作原理與特點1.1 螺柱焊的工作原理1.2 螺柱焊的工作特點2、螺柱焊機(jī)的組成2.1 PLM200螺柱焊槍 2.2 ETF50送料器2.3 DCE1500控制器3 、PLM200螺柱焊槍的維護(hù)及保養(yǎng) 3.1 PLM200螺柱焊

4、槍結(jié)構(gòu)組成3.2 PLM200螺柱焊槍保養(yǎng)方法3.3 使用PLM 200 的 注意事項4、螺柱焊槍的調(diào)整5 、螺柱焊槍的常見故障與修復(fù)5.1 防護(hù)零件的缺失導(dǎo)致非必要損壞5.2 氣缸磨損導(dǎo)致的故障5.3 焊接質(zhì)量缺陷 參考文獻(xiàn)螺柱焊機(jī)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用摘 要：隨著螺柱焊技術(shù)的日益成熟，該技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用到汽車生產(chǎn)線上，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本文系統(tǒng)地介紹了螺柱焊技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理，重點闡述了螺柱焊在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用和維護(hù)保養(yǎng)，從而總結(jié)出該技術(shù)在實踐過程中出現(xiàn)的問題和解決方法。1、螺柱焊的工作原理與特點1.1螺柱焊的工作原理螺柱焊機(jī)是一種特殊的弧焊機(jī)，焊接螺柱時，直接將螺柱瞬間焊接

5、在母材上，有點像射釘槍射釘，就像直接將螺柱“栽（種）”在母材上。螺柱焊屬于弧焊，它的起弧是依靠焊槍的提升動作和先導(dǎo)電流來產(chǎn)生的。下面介紹螺柱焊機(jī)焊接過程： 螺釘接觸到工件。所有電纜都連接正確(焊接電纜和地線) 。我們就可以接收到 SOW 信號。SOW 的含義：Stud On Work 這是通過電源的正極和負(fù)極連接后發(fā)出的。一旦焊槍的滅弧罩接觸到工件上，我們就會接收到一個角度信號，可以把參考值設(shè)定為：90°+/- 3°。在自動焊槍應(yīng)用時，在程序中設(shè)定為 90°。在啟動觸發(fā)后，開始加壓，開始進(jìn)入引弧階段。在引弧電流穩(wěn)定一段時間之后 (6-7 ms)。電磁線圈或者直線電

6、機(jī)激活，使螺柱離開工件表面一段距離，我們可以接收到引弧電流。在引弧階段，螺柱表面和工件表面的油污和其他一些污染的東西都被引弧電流清理掉了。引弧電流的主要任務(wù)是維持正負(fù)極之間的電流。如果引弧電流被某種原因破壞掉，將會有報警信息出現(xiàn)： open circuit welding。在引弧電流結(jié)束后，將要進(jìn)入主焊接電流通過階段。主焊接拉弧時間就是 weld time。在這段時間之內(nèi)，在螺釘和工件表面形成焊接熔池。經(jīng)過一段適當(dāng)?shù)暮附訒r間后，電磁線圈或者直線電機(jī)關(guān)斷，螺柱開始回落，被侵入到主焊接電流融化的材料底部。當(dāng)螺柱接觸到工件，拉弧電壓降到零伏 ” zero volts“ 焊接電流被切斷。焊接熔池開始冷

7、卻。在熔池冷卻結(jié)束之后，手動焊槍或者自動焊槍離開螺柱。整個焊接過程全部完成。1.2 螺柱焊的工作特點 焊縫全斷面結(jié)合，提高了焊接部位的安全性； 焊接在瞬間完成，提高了焊接工作效率； 材料的適應(yīng)性強(qiáng)，可適用用于多種金屬材質(zhì)； 熱影響區(qū)小，焊接母材變形?。?焊接損傷很小，母材背面沒有或只有很小的焊接損傷； 保持中空零件的密閉性； 實現(xiàn)單面焊接； 操作簡單，焊接工人經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可操作。2、螺柱焊機(jī)的組成2.1 PLM200螺柱焊槍在焊接工藝方面采用基于回程起弧法工藝的電弧焊接技術(shù)。該技術(shù)在工藝流程中顯示出了其卓越的重復(fù)精確性工作時噪音低在自動焊接工作時可自始至終地獲得高品位的焊接質(zhì)量。把銷栓運(yùn)動與

8、焊接電流同步化結(jié)合起來的焊接工藝，本身就突出了它的可靠性以及 準(zhǔn)確性。上述二種要素的精確的配合得以使螺柱焊接裝置在自動、半自動以及手動工作時確保了始終如一的焊接質(zhì)量。特點1、 配備有一個無需維護(hù)保養(yǎng)的滑動軸承套。2、帶有直線電機(jī)，用它可十分精確地規(guī)定銷栓的下落運(yùn)動。3、銷栓的運(yùn)動通過一個路徑測量系統(tǒng)獲得，由此可精確地控制銷栓的沖程以及銷栓 探入液態(tài)熔池的深度。4、通過控制-能量單元和銷栓供應(yīng)裝置的結(jié)合，焊接槍可以按照短時-回程起 弧法工藝，使用所有的焊接銷栓進(jìn)行焊接。5、為了保護(hù)焊接熔池不受大氣的影響，提高特別是鋁制銷栓的焊接質(zhì)量，焊接槍可以有選擇的使用保護(hù)氣體裝置進(jìn)行工作。6、為了使銷栓筆直

9、正確地焊入加工件，配備了一個發(fā)光二極管，以便操作人 員在發(fā)出焊接指令之前檢查焊接槍是否已直角對準(zhǔn)加工件。7、為了保證操作人員的安全，在焊槍的供應(yīng)軟管接收裝置上 配 置 有一 個 鎖 緊 鍵。這樣，一旦供應(yīng)軟管斷開，裝置的供應(yīng)循環(huán)工作立即中斷。2.2送料器2.2.1銷栓供應(yīng)裝置在與一臺DCE系列的控制和能量單元連接后即可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)銷栓和大法蘭銷栓的分配和輸送工作。為了確保暢通無阻地向焊接工具運(yùn)送銷栓，焊接銷栓在一個分配滾筒內(nèi)被精確地排列在導(dǎo)軌中，并送 至 分配器。此外，在分配滾筒內(nèi)的功能流程由接近開關(guān)監(jiān)控?？砂葱璺?配 的 分 配 滾 筒 因 而支持節(jié)省材料的輸送流程。屬ETF供應(yīng)裝置系列的ETF

10、50焊接螺母供應(yīng)器與一臺DCE控制和能量單元之間的數(shù)字信號傳送采用一種無電勢的光波電纜，而放棄了傳 統(tǒng)的銅質(zhì)的控制電纜。已在執(zhí)行的分配和供應(yīng)工作狀態(tài)由顯示和操作元件以及一種操作板(選項)顯示?；谀K式的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，可以通過更換整套分配裝置迅速簡易地將裝置改裝用于其它銷栓尺寸和銷栓類型。ETF50銷栓供應(yīng)裝置可以有選擇地（根據(jù)各種特性）裝備分隔閘刀或者銷栓滑板。2.2.2 供 電 裝 置ETF50裝置的光學(xué)控制信號和交流電的供應(yīng)一般由一個連接的控制和能量單元DCE確保根據(jù)營運(yùn)者的三相電網(wǎng)可在ETF50的輸入端連接下列交流電：120V 交 流 50/60Hz200V 交 流 50/60Hz400V

11、 交 流 50/60Hz440V 交 流 50/60Hz500V 交 流 50/60Hz為了保護(hù)電氣設(shè)備，ETF50銷栓供應(yīng)裝置在輸入側(cè)采用了1個中速6.3A主保險絲。2.2.3 壓縮空氣的供應(yīng)ETF50裝置的壓縮空氣是由中央管道網(wǎng)供應(yīng)的。它通過一個帶1/4"螺紋接頭的軟管線與焊接螺母供應(yīng)裝置的保養(yǎng)單元相連接。中央管道網(wǎng)的壓縮空氣壓力至少為6巴。為了保證ETF50裝置無故障運(yùn)行，僅允許使用清潔和無油的空氣。DCETF50的工作氣壓是:6巴調(diào)節(jié)工作在保養(yǎng)單元的調(diào)壓器上進(jìn)行。2.3、螺柱焊控制器2.3.1大功率的DCE 1500是一個面向未來的控制能量單元它根據(jù)回程起弧法進(jìn)行銷栓焊接而研

12、制成功，有一工位或者多工位裝置可供使用。2.3.2 鑰匙開關(guān)"保養(yǎng)運(yùn)行"保養(yǎng)運(yùn)行通過鑰匙開關(guān)“保養(yǎng)運(yùn)行“進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，并且通過閉合輸入電路E10接通。要想開電箱門，必須關(guān)電才能打開。2.3.3 “保險絲”信號燈（發(fā)光二極管）如果相線L1,L2和L3正確地接在DCE1500上，并且網(wǎng)絡(luò)卡以及所有的主電路保險絲皆正常時，發(fā)光二極管發(fā)光。2.3.4 RS 232PC接口RS232串行接口用于DCE1500控制和能量單元同個人微機(jī)之間的焊接數(shù)據(jù)傳輸。此外，新版的DCE和ETF操作軟件可從筆記本電腦或者PC機(jī)裝載到DCE/ETF的按塊擦除存儲器。 DCE1500可以連接在下列三相交流

13、電網(wǎng)上： 400V 交 流 50/60Hz 440V 交 流 50/60Hz 500V 交 流 50/60Hz 為操作及維修人員考慮，用戶專用的接口通常需要24V直流電備注:為了保護(hù)電氣設(shè)備，DCE1500在輸入側(cè)采用了三個慢速的32A前置保險絲.3 、螺柱焊的維護(hù)及保養(yǎng)3.1 螺柱焊槍結(jié)構(gòu)組成手動螺柱焊槍的專用件：是指只能適用焊接一種螺柱的焊槍備件，一般來說也是易損耗件。易損耗件由于存在機(jī)械運(yùn)動或通過大電流焊接致使損壞不可避免，但通過定時保養(yǎng)卻可以延長使用壽命，降低停臺時間和備件費(fèi)用。手動螺柱焊槍的通用件：是指適用于焊接兩種或以上螺柱的焊槍通用備件，某種意義上來說，不是螺柱焊槍專用件的零件都

14、是通用件。按照螺柱場大小不同劃分的兩種通用件：氣缸、滅弧罩、防塵套。例如，焊接大法蘭的長螺母時，出于送釘需要，氣缸更長一些，以便送釘銷可以完全收回。在焊接不同螺柱需要更改機(jī)械部分從實現(xiàn)功能上說是完全一樣的，只有結(jié)構(gòu)、大小不同，類似情況的還有載重汽車。手動螺柱焊槍的標(biāo)準(zhǔn)件：標(biāo)準(zhǔn)件是由市場提供的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的備件。而無論通用件或?qū)Ｓ眉际怯蒚UCKER廠家自行設(shè)計、制造并提供給用戶。標(biāo)準(zhǔn)件有螺絲、按鈕，插針，接頭等。手動螺柱焊槍零件的型號：是指各個零件的唯一編號。每一個零件都有唯一的零件號，多數(shù)都將零件號蝕刻在零件表面。注意：由兩個或以上零件構(gòu)成新的零件也有新的零件號，如送釘銷由頂桿、活塞、銷子、密封

15、環(huán)和墊片組成，在領(lǐng)取復(fù)合零件整體備件時注意按照圖紙查詢零件號。3.2、螺柱焊槍保養(yǎng)方法3.2.1 螺柱焊槍工作可靠重復(fù)焊接精度高，在焊裝車間有廣泛的應(yīng)用。但由于工作環(huán)境的惡劣和自身精密的結(jié)構(gòu)，經(jīng)常出現(xiàn)故障的部件是螺柱焊槍上的部件，致使生產(chǎn)停臺并產(chǎn)生高昂的備件采購成本，而其中很多問題本是可以通過細(xì)致及時的維護(hù)維修減輕甚至消除的。螺柱焊槍結(jié)構(gòu)精密、零件繁雜、專用件多。維修維護(hù)時拆卸和安裝時按照操作順序，可以減少疏忽；零件注意分門別類、擺放整齊；零件損壞或缺失更換時注意零件類型，盡量使用原廠備件，若是用替換備件，注意確認(rèn)必須是同類型備件（如螺絲，防塵罩等）。螺柱焊保養(yǎng)維護(hù)時間原本是由主機(jī)設(shè)定焊接螺柱

16、數(shù)量確定，根據(jù)目前生產(chǎn)現(xiàn)狀，保養(yǎng)維護(hù)時間按照生產(chǎn)間歇設(shè)定計劃。3.2.2 保養(yǎng)過程首先，清理外觀，將焊渣清除，并檢查焊槍的完整性和連接部件的緊固程度。保養(yǎng)順序由槍頭開始，使用55勾扳子將槍頭卸下，檢查防塵罩，如有老化破損則更換將槍頭拆卸分解，檢查各部件的完好性，主要是有無打火現(xiàn)象，其次是夾持器有無變形，是否夾得住釘，螺絲和螺母是否完好可靠，接受器送釘時是否順暢。清理清擦各個零件。重新安裝時力度適中，零件安裝要緊固可靠，但不可以因氣力過大擰禿螺絲。注意安裝順序，不要丟件。潤滑清理氣缸時首先清理焊渣并觀察氣缸表面絕緣漆破損情況和氣缸端面是否完好，然后取出頂桿，將氣缸內(nèi)油泥清理干凈，觀察氣缸內(nèi)磨損情

17、況，若磨損嚴(yán)重則必須更換氣缸。取適當(dāng)脂（決不可以使用潤滑油）潤滑，多了堵塞排氣孔，少了則活塞和氣缸磨損加劇檢查頂桿有無磨損、打火、彎曲等情況，檢查活塞磨損情況并潤滑。氣缸、活塞、活塞環(huán)和頂桿分別潤滑頂桿、尼龍?zhí)缀烷g距環(huán)決定了夾持器夾釘距離，在出現(xiàn)夾釘不緊或焊釘伸出過長的現(xiàn)象時則調(diào)節(jié)或更換不同的備件。螺柱焊槍電纜護(hù)套十分重要，目前生產(chǎn)線懸掛焊槍實際上是掛電纜而不是掛槍，電纜護(hù)套破損后由于槍體自重和使用中的抻拽會造成電纜虛接和氣管漏氣現(xiàn)象。所以發(fā)現(xiàn)電纜護(hù)套破損時要及時處理。3.3 使用螺柱焊槍的注意事項 勿用焊槍進(jìn)行任何有安全隱患的工作。 嚴(yán)禁關(guān)掉焊槍的供應(yīng)軟管上的閉鎖機(jī)構(gòu)。 在使用現(xiàn)場進(jìn)行修理工

18、作時,務(wù)必切斷焊槍的壓縮空氣供應(yīng)。 在使用PLM200之前,請檢查各供應(yīng)管線是否狀態(tài)完好。 各項保養(yǎng)和調(diào)節(jié)工作原則上須同設(shè)備人員商定。 焊接時嚴(yán)格規(guī)定必須戴好防護(hù)眼鏡。 焊接時請勿觸摸銷栓夾,因為它帶電。 在每次開機(jī)使用之前，請檢查連接板中供應(yīng)軟管的固定狀況。 在每次工作之前,請檢查保護(hù)氣體裝置，以及相應(yīng)的連接口和軟管裝置。 帶有伸縮套筒的PLM200只能同定位套一起使用。4、螺柱焊槍的調(diào)整螺柱銷栓的前沿必須位于滅弧罩后端1,5mm。請用銷栓專用調(diào)整卡 規(guī)（屬于標(biāo)準(zhǔn)附件）進(jìn)行檢查。1調(diào)節(jié)前請確認(rèn)，銷栓夾里裝有一根焊接銷栓。2擰開兩塊夾緊板上的圓柱頭螺栓，從而松動調(diào)整桿。3移動夾緊板中的調(diào)節(jié)桿，直至銷栓端面和槍嘴前沿落在卡規(guī)上為止。4然后重新擰緊圓柱頭螺栓。為了獲得正確的焊接結(jié)果,請定期檢查與銷栓夾之間的安全距離。螺柱焊槍調(diào)整5 、螺柱焊槍的常見故障與修復(fù)5.1 防護(hù)零件的缺失及松動導(dǎo)致非必要損壞外觀的重要性不僅在