【正文】 目得到了汽車行業(yè)人士的重視，許多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)，如美國智能電阻焊協(xié)會(huì)、克來斯勒公司、福特汽車公司、通用汽車公司以及密西根大學(xué)、愛迪生焊接研究所、工業(yè)技術(shù)研究所等給予這個(gè)項(xiàng)目很大的支持。如關(guān)國國內(nèi)的汽車工業(yè)，僅三大汽車公司就有64條生產(chǎn)線，年產(chǎn)汽車1300萬臺(tái)，電阻點(diǎn)焊控制器的改善和提高將使車身結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，并且提高美國汽車制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。在轎車車身制造過程中，焊接接頭質(zhì)量的好壞，不僅直接決定了車身焊接裝配過程的制造偏差，同時(shí)也決定了轎車使用的可靠性和安全性。另外，電極磨損量的監(jiān)控反饋精度較差，影響焊接質(zhì)量。一汽車身廠十萬輛新品駕駛室主焊線采用了2l臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，點(diǎn)焊自動(dòng)化率達(dá)95％。尤其在歐洲，中頻點(diǎn)焊機(jī)器人使用量已占4096，并擴(kuò)大到鋁合金轎車車身的點(diǎn)焊作業(yè)【恒新，陳海英．鋁合金車身的點(diǎn)焊工藝[J]電焊機(jī)，2006，(02)】。而借助于CAE，CAM獲取焊件構(gòu)造、焊接條件和機(jī)器人機(jī)構(gòu)等信息的新型離線示教機(jī)器人取代原再現(xiàn)式點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)，來選定焊鉗、配置機(jī)器人進(jìn)行離線示教，示教時(shí)間短，焊接質(zhì)量更穩(wěn)定。當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人控制伺服鉗作為其輔助軸之一，實(shí)現(xiàn)電極加壓軟接觸和電極壓力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，在與焊接電流最佳配合后，消除飛濺，顯著提高了點(diǎn)焊質(zhì)量。d．現(xiàn)代點(diǎn)焊機(jī)器人。其目的是為了提高生產(chǎn)效率，減小焊接變形。為了適應(yīng)現(xiàn)代汽車產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)的需要，提高車身焊裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，保證焊接質(zhì)量，在現(xiàn)代化的車身焊接生產(chǎn)線上，采用點(diǎn)焊機(jī)器人代替笨重的懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，以解放人的單調(diào)、重復(fù)、長時(shí)間的強(qiáng)體力勞動(dòng)。汽車車身焊裝線上的電阻點(diǎn)焊設(shè)備主要有以下幾類【孫丹丹，李文東．車身是鋁合金的點(diǎn)焊焊接過程[J]山東內(nèi)燃機(jī)，2005，(01)】：a．懸掛式點(diǎn)焊機(jī)。目前，電阻焊機(jī)大量使用交流50Hz的單相交流電源，其容量大、功率因數(shù)低。與電弧焊相比，電阻焊具有殘余應(yīng)力低、焊接變形小、焊接速度快、操作簡(jiǎn)便易掌握、產(chǎn)生的飛濺、煙塵及氣體少等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槔命c(diǎn)焊技術(shù)的生產(chǎn)的產(chǎn)品大多數(shù)是科技含量高、價(jià)格昂貴或作用至關(guān)重要的產(chǎn)品或零部件，所以必須要保證點(diǎn)焊的質(zhì)量1．2轎車車身鋁合金點(diǎn)焊現(xiàn)狀汽車車身即白車身，是整個(gè)汽車零部件的載體，其制造質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)整車的質(zhì)量起著決定性的作用引。點(diǎn)焊的完整性決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，故點(diǎn)焊的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到車身及汽車的質(zhì)量；隨著社會(huì)的發(fā)展，生活水平的提高，汽車向中高檔方向發(fā)展，對(duì)焊裝設(shè)備和焊接質(zhì)量的要求都越來越高，而保證點(diǎn)焊的質(zhì)量是提高汽車安全性能的方法之一；尤其是中國加入世界貿(mào)易組織的過渡期將要結(jié)束，汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更加激烈，我國的汽車工業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量是增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑，這同樣需要保證汽車中幾千個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn)的連接質(zhì)量。例如，富康轎車白車身，屬于無獨(dú)立車架的承載式全焊接結(jié)構(gòu)，是由20多個(gè)大總成、數(shù)百種薄板沖壓件經(jīng)焊接而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件；其焊接方法有電阻點(diǎn)焊、混合氣體保護(hù)焊（MAG焊）、螺柱焊等，而主要采用電阻點(diǎn)焊模式，白車身上電阻焊焊點(diǎn)有3600多個(gè)[6]；上海大眾“帕薩特”白車身上的焊點(diǎn)數(shù)達(dá)到5892點(diǎn)，三箱POLO車的整個(gè)車身共有3725個(gè)焊點(diǎn)，幾乎遍及每一個(gè)總成[7]，因此保證點(diǎn)焊焊接質(zhì)量成為汽車車身裝配質(zhì)量、控制車體誤差的關(guān)鍵。例如，一架（美國）飛機(jī)上有一百多萬個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn)。由于點(diǎn)焊過程的復(fù)雜性，點(diǎn)焊質(zhì)量的在線評(píng)估與質(zhì)量控制一直是點(diǎn)焊技術(shù)領(lǐng)域中的難題。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來說，合理選擇工藝參數(shù)則是控制焊點(diǎn)質(zhì)量的最主要途徑。設(shè)計(jì)了相似點(diǎn)焊工藝事例的檢索策略:在事例特征Ⅰ的約束下,以事例特征中Ⅱ所包含的材質(zhì)的熱物理性質(zhì)和板厚作為檢索相似事例的依據(jù)。本文基于超聲檢測(cè)的基本原理，進(jìn)行了汽車車身焊點(diǎn)連接質(zhì)量的檢測(cè)和評(píng)價(jià)研究。汽 車 點(diǎn) 焊 工 藝（論文）第一章緒論第二章電阻點(diǎn)焊焊概述第三章點(diǎn)焊工藝參數(shù)選擇 調(diào)整方法::第四章點(diǎn)焊質(zhì)量保證與缺陷分析第五章懸掛點(diǎn)悍工藝在小批量汽車生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用第六章車身制件點(diǎn)焊工藝的改進(jìn)第七章汽車車門周邊點(diǎn)焊新工藝第八章點(diǎn)焊焊槍驅(qū)動(dòng)控制結(jié)束語參考文獻(xiàn)摘要【電阻點(diǎn)焊是一種被廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)工藝，尤其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如汽車制造、飛機(jī)制造及航空航天領(lǐng)域等?！俊驹谖⑿蛙囓嚿硌b配焊接中，電阻焊占有相當(dāng)重要的地位。應(yīng)用模糊推理的方法對(duì)檢索到相應(yīng)的相似事例庫中所含有的工藝知識(shí)、規(guī)則進(jìn)行提取、總結(jié),進(jìn)而指導(dǎo)對(duì)新的點(diǎn)焊工藝事例的求解,從而較好的解決了點(diǎn)焊工藝設(shè)計(jì)中基于事例推理時(shí),難以建立合適的模型對(duì)檢索到的相似事例進(jìn)行修正的難點(diǎn),使點(diǎn)焊工藝參數(shù)的智能求解過程更加符合領(lǐng)域?qū)＜业乃季S,過程更加靈活,具有開放性。本文通過一種既能減少試驗(yàn)次數(shù)，又能獲得可靠結(jié)果的多因素的優(yōu)選方法——正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)點(diǎn)焊工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，代替了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法，在確保試驗(yàn)結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上，提高了試驗(yàn)效率。針對(duì)這一問題，本文對(duì)汽車點(diǎn)焊過程的質(zhì)量控制和評(píng)估方法進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了一種點(diǎn)焊質(zhì)量的多變量綜合監(jiān)控技術(shù)，以保證焊點(diǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高點(diǎn)焊合格率，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的日的。點(diǎn)焊已經(jīng)成為汽車制造工業(yè)中的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用[45]。其次，點(diǎn)焊還應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)，包括橫梁總成車擋托架的裝配點(diǎn)焊、燃油箱上固定件的點(diǎn)焊、濾清器點(diǎn)焊、液力變矩器平衡片點(diǎn)焊、汽車制動(dòng)蹄點(diǎn)焊等。隨著新材料和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)以及應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量的要求也越來越高。在汽車工業(yè)中，電阻點(diǎn)焊主要應(yīng)用在車身底板、側(cè)圍、車架、車項(xiàng)、車門以及車身總成等部分的焊接裝配中。但由于鋁合金上述的焊接特點(diǎn)使得其焊接工藝規(guī)范的選擇較困難。發(fā)展三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級(jí)整流焊機(jī)(已在普通型點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、凸焊機(jī)中應(yīng)用)和IGBT逆變電阻焊機(jī)，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題。目前車身焊裝生產(chǎn)線上的主要設(shè)備。比如法國雷諾汽車公司與日本日產(chǎn)汽車公司都采用了全機(jī)器人的駕駛室焊裝線。在車身焊裝生產(chǎn)線上，車身底板的點(diǎn)焊裝配多采用多點(diǎn)焊機(jī)，例如德國的奧迪BMW的車身底板自動(dòng)化焊裝線。通常由機(jī)器人本體操作機(jī)、點(diǎn)焊鉗、控制器等幾部分組成。這種MOTOMAN點(diǎn)焊機(jī)器人已在日本、美國和歐洲獲得應(yīng)用。點(diǎn)焊機(jī)器人在國外汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)部、車頂及車架龍門系統(tǒng)的焊接，同本三菱汽車公司底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接，機(jī)器人焊點(diǎn)占焊點(diǎn)總數(shù)的80％39。汽車制造的批量化、高效率和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，使機(jī)器人在汽車焊接生產(chǎn)中獲得了大量應(yīng)用。東風(fēng)車身廠六萬輛新品駕駛室總裝線采用了10臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，1臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)，但是點(diǎn)焊自動(dòng)化率仍不足60％。在國外，機(jī)器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗，焊接時(shí)沖擊小，并能實(shí)現(xiàn)精確控制，提高焊接質(zhì)量、電阻點(diǎn)焊作為焊接學(xué)科的一個(gè)分支，是各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的加工、裝配方法。一般來說，轎車車身大約需要4000～6000個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn)【鄒帆，羅震，單平，高戰(zhàn)蛟．電阻點(diǎn)焊熔核設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬．焊接技術(shù)，2006，35(6)：14—17．】，例如一輛帕薩特車身卜有電阻焊焊點(diǎn)5892個(gè)【彭振固．在汽車制造中的焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)．焊接技術(shù)，2006，8：59．】。通常在汽車工業(yè)中，為了保證質(zhì)量，每臺(tái)車約有多于設(shè)計(jì)數(shù)量的30％的焊點(diǎn)，掘推算：如果減少焊點(diǎn)數(shù)量10％，每年可節(jié)約500萬美元左右。一方面，由于點(diǎn)焊過程相當(dāng)復(fù)雜，影響因素多、因素之間相互作用，加之焊接過程中熔核的不可見性及焊接過程瞬時(shí)性，給點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)與控制帶來了很大困難【5曹海鵬，趙熹華，趙賀．鋁合會(huì)電阻點(diǎn)焊工藝設(shè)計(jì)智能化[J]．焊接學(xué)報(bào)，2005，26(2)：2卜24．】。由此可見，電阻點(diǎn)焊過程及焊點(diǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性一直是電阻點(diǎn)焊質(zhì)量控制研究中的關(guān)鍵問題，歷來被認(rèn)為是電阻焊質(zhì)量控制的研究重點(diǎn)，并引起了工業(yè)界和研究機(jī)構(gòu)的高度重視【67尹孝輝，張忠典，趙洪運(yùn)，等．點(diǎn)焊監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀．焊接，2002(2)： 5—9．】。隨著點(diǎn)焊工藝在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)接頭質(zhì)量不斷提出更高的要求，經(jīng)過多年的生產(chǎn)應(yīng)用證明:采用自動(dòng)控制技術(shù)是確保點(diǎn)焊質(zhì)量、提高效率、降低成木的十分有效的方法[8國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)屯阻焊(I)專業(yè)委員會(huì)編著，電阻焊原理與實(shí)踐，機(jī)械工業(yè)出版社，1994．]。金屬受熱膨脹、焊接區(qū)出現(xiàn)液態(tài)金屬時(shí)，電極的力、位移、速度、加速度等過程參量都發(fā)生了變化:金屬相變和變形，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波。(3)必須可以再現(xiàn)，一般應(yīng)為連續(xù)。因此，點(diǎn)焊質(zhì)量控制的發(fā)展主要體現(xiàn)在點(diǎn)焊質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制兩個(gè)方面。點(diǎn)焊要求金屬要有較好的塑性。繼續(xù)保持壓力P，斷開電流，金屬冷卻后，形成了一個(gè)焊點(diǎn)。就能形成一個(gè)連續(xù)并重疊的焊點(diǎn)，形成焊縫，這就是縫焊。從焊件兩側(cè)饋電，適用于小型零件和大型琴件周邊各焊點(diǎn)的焊接。單面饋電往往存在無效分流現(xiàn)象，浪費(fèi)電能，當(dāng)點(diǎn)距過小時(shí)將無法焊接。這種方案亦稱推挽式點(diǎn)焊。一臺(tái)多點(diǎn)焊機(jī)可由多個(gè)變壓器組成?！具@個(gè)階段包括電極壓力的上升和恒定兩部分?！?2)焊接時(shí)間—焊接電流通過工件，產(chǎn)熱形成熔核。形成高溫塑性狀態(tài)的連接區(qū)，而后在中心部位首先出現(xiàn)熔化區(qū)?！嗟啦糠钟芍車蚯蛐牧鲃?dòng)，而后流經(jīng)兩極再沿外表向赤道呈封閉狀流動(dòng)。按產(chǎn)生部位可分為內(nèi)飛濺（處于兩焊件間)和外飛濺（焊件與電極接觸側(cè))兩種。這種情況一般產(chǎn)生在電流較大、通電時(shí)間過長的場(chǎng)合。(3)胡須在加熱到半熔化溫度的熔核邊緣，當(dāng)某些材料《如高溫合金)中低熔點(diǎn)夾雜物較多聚集在晶界處時(shí)，這部分雜質(zhì)首先熔化并在電極壓力的作用下被擠出呈空隙。結(jié)晶過程遵循凝固理論。這時(shí)必須精確控制加頂鍛力的時(shí)刻?！?4)休止時(shí)間—電極開始提起到電極再次開始下降，開始下一個(gè)焊接循環(huán)。(3)加大鍛壓力以壓實(shí)熔核，防止產(chǎn)生裂紋或縮孔。即： R=2R+R+28。因此，電阻率是被焊材料的重要性能。電阻率不僅取決與金屬種類，還與會(huì)屬的熱處理狀態(tài)、加工方式及溫度有關(guān)。在接觸點(diǎn)處形成電流線的收攏。因此，在焊接過程中，它是一個(gè)必須嚴(yán)格控制的參數(shù)。為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn)，可以采用大電流和短時(shí)間(強(qiáng)條件，又稱硬規(guī)范)，也可采用小電流和長時(shí)『日J(rèn)(弱條件，也稱軟規(guī)范)。但電極壓力過大，容易在焊接過程中將液態(tài)會(huì)屬擠到熔核周圍，反而使點(diǎn)焊質(zhì)量降低。過厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^。第三章點(diǎn)焊工藝參數(shù)選擇點(diǎn)焊工藝的主要規(guī)范參數(shù)是焊接電流、焊接時(shí)問、電極壓力。厚板或淬火材料有時(shí)不能撕出圓孔和凸臺(tái)，但可通過剪切的斷口判斷熔核的直徑?！?。目前均建議選用臨界飛濺曲線附近無飛濺區(qū)內(nèi)的工作點(diǎn)。在電極壓力和通電電流不變的情況下，電極最大位移和焊接質(zhì)量隨通電時(shí)間的增加而增加，焊接質(zhì)量基本上由通電時(shí)間來決定。當(dāng)選用的電流較大時(shí)，則熔核長大到一定極限后會(huì)產(chǎn)生飛濺。所以一般建議選用對(duì)熔核直徑變不敏感的適中電流來焊接。日J(rèn)、通電電流次之，且二者相近，電極壓力影響最小。l)保證焊核直徑。當(dāng)采用工頻交流電源時(shí)，點(diǎn)焊參數(shù)的選擇應(yīng)首先確定電極 調(diào)整方法:1)根據(jù)工件厚度，選定焊機(jī)容量，確定焊點(diǎn)直徑范圍。若焊點(diǎn)直徑?jīng)]有達(dá)到要求即產(chǎn)生飛濺，則適當(dāng)減小焊接電流而增加通電時(shí)間，直至達(dá)到規(guī)定的直徑。,選擇功率裕量足夠的焊機(jī)和控制精度合適的焊接控制器,確保焊點(diǎn)質(zhì)量及其穩(wěn)定性。,選擇合適的焊接順序,以減小焊接分流及焊接變形。點(diǎn)焊電極是保證點(diǎn)焊質(zhì)量的重要零件，由4部分組成：端部、主體、尾部、冷卻水孔。%的輸入總熱t(yī)，因此端部工作面的波動(dòng)或水冷孔端到電極表面的距離變化均將嚴(yán)孟影響散熱t(yī)的多少，從而引起熔核尺寸的波動(dòng)。其次，取決于是否采取有效措施來克服影響焊接規(guī)范穩(wěn)定性的各種因素。電極沽污，特別是鍍鋅板焊接時(shí)電極端部銅鋅合金引起電極導(dǎo)電導(dǎo)熱性能下降)針對(duì)以上因素，目前可以采