王康 潘飛

上汽通用汽車有限公司武漢分公司車身車間 湖北省武漢市 430200

1 引言

目前arplas焊接工藝是一種解決車門(mén)包邊窄邊焊、側(cè)圍后流水槽質(zhì)量極好的焊接技術(shù)，它是基于傳統(tǒng)電阻焊技術(shù)研發(fā)出來(lái)的，但是其設(shè)備組成及質(zhì)量控制卻與傳統(tǒng)電阻焊設(shè)備有明顯不同，通過(guò)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，使用arplas焊接技術(shù)可以節(jié)約70%電能，它是一種綠色環(huán)保型連接技術(shù)，在白車身制造中的應(yīng)用車企有奧迪、奔馳、通用、寶馬、特斯拉等。

圖1

2 arplas工藝

Arplas基本原理是焊槍將電極頭覆蓋在凸臺(tái)上方，利用最小的能量輸入，極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到脈沖峰值，由于凸臺(tái)尖端接觸面積很小，故在短時(shí)間內(nèi)電流密度突然增加，熔化接觸面形成焊核，使零件與零件完成熔合焊接，并依然能夠完全達(dá)到零件焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。

3 arplas焊設(shè)備組成

arplas焊接系統(tǒng)有多種組成方式，最基本的硬件要求是：1個(gè)arplas沖凸槍、1個(gè)arplas焊槍和1個(gè)arplas焊接控制器，以最為核心的arplas焊槍工作站為例，機(jī)器人分別通過(guò)Devicenet控制arplas槍體，通過(guò)ethernet控制arplas焊機(jī)，其中焊槍上的焊接電纜及壓力傳感器線通過(guò)機(jī)器人本體的管線包連接到arplas焊機(jī)中，進(jìn)而形成焊接閉環(huán)控制系統(tǒng)。

圖2

4 arplas集成調(diào)試過(guò)程中的質(zhì)量控制

4.1 沖凸槍機(jī)器人控制編程及示教注意事項(xiàng)

（1）凸臺(tái)不能位于零件上有“皺褶”的地方（沖壓不良），或者因不良的滾邊引起的高、低不平的地方。（2）將沖凸槍的靜臂靠近或接觸到零件。（3）沖凸槍必須垂直于零件表面。（4）當(dāng)所有點(diǎn)的軌跡都調(diào)好后，在合適的沖壓力設(shè)置下閉合沖凸槍沖一個(gè)凸臺(tái)。檢查零件上的凸臺(tái)和周邊的區(qū)域。

a.確認(rèn)零件的邊緣沒(méi)有在沖凸后出現(xiàn)彎曲變形。b.在不同的光線角度下，觀察凸臺(tái)周邊的零件情況。確保在凸臺(tái)的周圍，零件上沒(méi)有出現(xiàn)變形。這是因?yàn)闆_凸槍垂直度嚴(yán)重不好引起的典型現(xiàn)象。

（5）切記：如果重新定位凸臺(tái)在零件上的位置，也需要相應(yīng)地調(diào)整焊槍在這個(gè)點(diǎn)的軌跡。

圖3

圖4

4.2 arplas焊槍機(jī)器人控制編程及示教注意事項(xiàng)

（1）電極要覆蓋在凸臺(tái)上：對(duì)應(yīng)電極下面的標(biāo)有尺寸的草圖，說(shuō)明了對(duì)于相應(yīng)的電極，凸臺(tái)的最優(yōu)位置。因?yàn)闄C(jī)器人走軌跡的因素和零件波動(dòng)，完全按照理論定位很難達(dá)到。但是，切記100%覆蓋是必須的。

圖5

（2）電極垂直于工件：調(diào)整焊槍的位置垂直度需要觀察兩個(gè)方向上的垂直度，如下圖所示，在現(xiàn)場(chǎng)先觀察/調(diào)整凸臺(tái)長(zhǎng)度方向上的焊槍垂直度，然后觀察/調(diào)整凸臺(tái)寬度方向上的焊槍垂直度。關(guān)于焊槍垂直度調(diào)整，必須是在確保焊槍軌跡正常-即電極完全覆蓋凸臺(tái)后，再進(jìn)行。觀察焊槍垂直度時(shí)，先把焊槍走到焊點(diǎn)位置，然后手動(dòng)閉合焊槍（不會(huì)損壞凸臺(tái)），再觀察焊槍的垂直度。如果焊槍的壓力會(huì)導(dǎo)致零件嚴(yán)重變形（當(dāng)零件很薄時(shí)），可以臨時(shí)調(diào)低焊槍的進(jìn)氣壓力，使之達(dá)到足以驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作，讓動(dòng)電極接觸零件即可。

（3）其他注意事項(xiàng)：

（a）焊接有些部位時(shí)，是在小件上沖凸臺(tái)，外面被一個(gè)較大的零件覆蓋。這就導(dǎo)致在調(diào)整焊槍軌跡時(shí)，很難觀察到凸臺(tái)的位置（例如：加強(qiáng)件被車身外板覆蓋） 。如果可以，可在夾具中僅放入沖有凸臺(tái)的小件，根據(jù)小件上的凸臺(tái)位置調(diào)整焊槍軌跡，確保電極覆蓋凸臺(tái)。

（b）在調(diào)整焊槍軌跡，確保電極覆蓋凸臺(tái)的過(guò)程中：

i.有些時(shí)候，閉合焊槍，用記號(hào)筆把電極的外輪廓畫(huà)在零件上，將有助于觀察電極與凸臺(tái)的相對(duì)位置；

ii.當(dāng)焊接窄邊零件時(shí)，確保電極不會(huì)碰到零件上有弧度的地方。如果電極碰到有弧度的地方，電極在接觸零件表面前就會(huì)被限制繼續(xù)壓下，會(huì)出現(xiàn)意想不到的后果。

iii.注意觀察零件匹配情況，如有問(wèn)題及時(shí)報(bào)告給零件尺寸質(zhì)量控制人員。防止因?yàn)榱慵驅(qū)е峦古_(tái)潰縮時(shí)，電極不能正確地保持對(duì)凸臺(tái)的壓力。

5 結(jié)論

arplas的使用顯著提高了整車的美觀性，通過(guò)集成調(diào)試過(guò)程中對(duì)沖凸槍及焊槍本體機(jī)器人軌跡的正確示教，能有效的保證arplas焊接過(guò)程中質(zhì)量的穩(wěn)定性，極大的提升了項(xiàng)目前期質(zhì)量調(diào)試的效率，我們相信，隨著中國(guó)汽車的快速發(fā)展，arplas焊接工藝必將成為未來(lái)高端車型應(yīng)用的一種趨勢(shì)。

圖6