飞溅缺陷在汽车自动化焊接实践中应用研究

摘要

汽车制造业的自动化焊接技术已经成为提高生产效率和产品质量的关键。然而，焊接过程中产生的飞溅缺陷不仅影响焊缝外观，还可能对焊接接头的力学性能产生负面影响。本文旨在探讨飞溅缺陷在汽车自动化焊接中的成因、影响及其控制措施。通过对不同焊接工艺和材料的研究，提出了有效的飞溅控制策略，以提高焊接质量和生产效率。

关键词

飞溅缺陷、汽车制造、自动化焊接、焊接质量、控制措施

1. 引言

随着汽车制造业的快速发展，自动化焊接技术得到了广泛应用。然而，焊接过程中产生的飞溅缺陷一直是影响焊接质量和生产效率的重要因素。飞溅不仅增加了后续清理工作，还可能导致焊缝内部缺陷，影响焊接接头的力学性能。因此，研究飞溅缺陷的成因及其控制措施具有重要意义。

2. 飞溅缺陷的成因

飞溅缺陷主要由于以下原因产生：

2.1焊接参数不当：电流、电压、焊接速度等参数设置不合理，导致电弧不稳定，从而产生飞溅。如图1为多层板焊接钣金间隙大、电流过大原因产生。

2.2材料特性：不同材料的熔点、导热性等物理特性差异较大，容易导致焊接过程中产生飞溅。

2.3焊接设备问题：焊接设备的老化、磨损或故障，如导电嘴磨损、送丝不稳定等，也会引起飞溅。如图2为机器人焊枪电极杆与钣金存在间隙，静臂件，电极臂件角度不垂直产生。

2.4保护气体影响：保护气体的流量、成分和纯度对焊接过程的稳定性有重要影响，不当的气体保护可能导致飞溅。

3. 飞溅缺陷的影响

飞溅缺陷对汽车焊接质量的影响主要体现在以下几个方面：

3.1外观质量：飞溅会导致焊缝表面粗糙，影响美观。如图3侧围开关门可视面周围存在焊点飞溅。如图3可视面颗粒密集。

3.2力学性能：飞溅可能引起焊缝内部气孔、夹杂等缺陷，降低焊接接头的力学性能。

3.3生产效率：飞溅增加了后续清理工作，延长了生产周期，降低了生产效率。如图4可视面飞溅焊渣需人工打磨返修。

3.4成本增加：飞溅不仅浪费焊接材料，还增加了清理和修补成本。

4. 飞溅控制措施

为了有效控制飞溅缺陷，可以采取以下措施：

4.1.优化焊接参数：根据不同材料和焊接要求，合理设置电流、电压、焊接速度等参数，确保电弧稳定。

4.2选择合适的焊接材料：根据焊接要求和材料特性，选择合适的焊接材料和焊接工艺。

4.3定期维护焊接设备：定期检查和维护焊接设备，及时更换磨损部件，确保设备处于良好工作状态。我们在设备和制造配合项的检查表实践中，总结出了五项工作项，包括修磨器状态检查、机器人零点自校、焊枪对中度、焊枪焊接姿态检查以及焊枪零部件检查，每项工作项都有具体的检查标准和可能的影响或后果，同时明确了牵头单位以及建议的最低检查频次和备注。具体内容见下表一该检查表详细列出了各项工作的检查标准、潜在影响、负责单位以及检查频率，为设备和制造的配合工作提供了明确的指导。

4.优化保护气体：选择合适的保护气体成分和流量，确保焊接过程的稳定性。

5.使用飞溅抑制剂：在焊接过程中使用飞溅抑制剂，可以有效减少飞溅的产生。

6.采用先进焊接技术：如激光焊接、搅拌摩擦焊等先进焊接技术，可以显著减少飞溅缺陷。

5. 实验与结果

为了验证上述控制措施的有效性，我们进行了多组实验。实验结果表明，通过优化焊接参数和材料选择，并结合飞溅抑制剂的使用，飞溅缺陷显著减少，焊缝质量明显提高。具体实验数据和分析如下：

5.1实验设计：设计了不同焊接参数和材料组合的实验组。

5.2实验过程：在相同条件下进行焊接，记录飞溅情况和焊缝质量。

5.3结果分析：通过对比分析，验证了控制措施的有效性。

6. 结论

飞溅缺陷是汽车自动化焊接中常见的问题，通过优化焊接参数、选择合适的材料、定期维护设备、优化保护气体和使用飞溅抑制剂等措施，可以有效控制飞溅缺陷，提高焊接质量和生产效率。未来的研究可以进一步探索先进焊接技术在减少飞溅缺陷方面的应用。

参考文献

1.王伟，李明，《汽车焊接技术》，机械工业出版社，2020。

2.张华，《焊接飞溅控制技术研究》，焊接学报，2019。

3.李娜，《自动化焊接中的飞溅问题及解决方案》，汽车技术，2021。

4.陈磊，《先进焊接技术在汽车制造中的应用》，现代焊接，2022。