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中频点焊技术在我国汽车制造业中的应用

日期: 2016-01-09
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中频点焊技术在我国汽车制造业中的应用

      

         汽车制造业是全球化竞争中最为典型的工业,随着全球经济和科学技术的不断发展、创新,各个领域的先进技术成果被广泛地应有于汽车工业。近年来,国外部分生产汽车批量大的企业已将中频点焊机器人和伺服技术点焊机器人应用于轿车白车身(body in white)装焊线。尤其在欧洲,中频点焊机器人使用量已占40%,并扩大到铝合金轿车车身的点焊作业。

中频点焊机器人在轿车生产中的优点:

1、经济效益好:三相输入、功率因数高且节能

        汽车制造厂95%电阻焊机是交流的,交流点焊机电力网接通依靠晶闸管导通,因此存在空白区,热量不集中且焊接质量不稳定。而中频点焊机三相负载平衡、低输入、没有电网过渡过程、功率因数高,并且节约电能。在轿车白车身的装焊中,经常使用的是160KVA交流悬挂式点焊机,但如果使用中频点焊钳只需44KVA就够了。

 


2、焊接条件范围扩大

        按点焊规定,在稳定的焊接范围内的焊核直径为4 (t为板厚)。经试验,在单相交流焊机点焊100焊点情况下,单相整流焊机为129焊点,中频点焊机为241焊点;同样对镀层钢板,单相交流焊机为110焊点,中频点焊机为355个焊点。可见,中频点焊机稳定的焊接范围较大。

 

         对于汽车装焊合件,在保证焊核直径为4 时,焊接电流为计算电流的1.5倍。如图2,0.7t镀层钢板单相交流焊机焊接电流为8.7kA×1.5=13kA,在标准焊接电流的条件下产生飞溅;而中频点焊机焊接电流为5.6kA×1.5=8.4kA,按设置的焊接电流无飞溅,因此受到焊工的欢迎。焊接电流小、电极发热量小、延长了电极使用时间,是中频点焊的最大特点。

 

3、焊接回路小型轻量化

         中频点焊机器人系统焊钳和整流焊接变压器一体化,中频整流焊接变压器的质量约为单相交流式的1/3~1/5,而焊钳质量约减小1/2~1/3。
  
         近年来国外点焊机器人与整流焊接变压器一体化的X/C型焊钳在设计方面有了很大改进,采用高强度铝板组装成板式钳体结构来代替铸铜整体结构,从而进一步减小了焊钳质量。同时,铝板式钳体结构在CNC机床加工中心制造提高了制造精度。另外,X/C型焊钳结构设计具有高共用相似性,可以减少库存备件。

        由于焊钳的质量减小,点焊机器人的机械装置所支撑的质量也随之减小,从而使驱动电动机功率下降。点焊作业时,在加速、制动以及在点焊过程中的磨损也相应减少。即使在点焊机器人高速旋转时,对极限点焊区也能实现驱动接近。

4、可以广泛点焊异种金属

       中频点焊具有焊接电流波形的广泛设置。直流极性的效果(peltier effect)和良好的热效率使电流焊接热效率比交流点焊高,并且可以用低电流焊接,两者点焊的焊核温度对比见图3。因此,中频点焊具有焊接钢、带镀层钢板、不锈钢、铝及对不同导热材料进行组合焊接的特性(例如铝和钢的点焊)。

 

        目前,我国几个轿车主导生产厂都已建立了点焊机器人装焊线。有的生产厂随着产量的增长和新产品的开发正处在中频点焊机器人装焊线的建造中(如广州本田、北京现代和一汽轿车使用NADEX中频电源);有的已经将中频手工点焊钳和中频机器人点焊钳组成装焊线(如一汽大众C6轿车装焊线)。

随着焊接技术的不断进步、有关汽车厂新车型的投产以及生产纲领的扩大,中频点焊在我国汽车工业的应用必将会进一步发展。

 

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