焊接过程参数分析与管理

焊接过程参数分析与管理

旷暕

柳州六和方盛机械有限公司 广西柳州 54500 6

摘要：随着汽车行业高速发展和高质量要求，客户购车的质量要求不断提升。同时，对车身焊接强度和焊接外观质量的需求也不断地提高。因此，焊接参数的信息化管理是各企业迫在眉睫发展要求，同时选用的设备型号标准化统一性较高。文章介绍了焊接过程参数的检测与采集，提出了焊接参数的设定、调整与管理办法，希望能为行业相关从业人员提供参考。

关键词：焊接；参数分析；管理

0引言

焊接作为一种基本的加工方法，应用很广。它与国民经济各个部门，如冶金、农业机械、机械制造、汽车制造等方面的发展，有着密切的关系，具有很大的经济意义，尤其是熔化极气体保护焊，它具有适用范围广、可操作性强、生产效率高等优点，作为一种重要的焊接工艺方法在现代制造业生产中得到广泛的应用。现代焊接技术以高效、节能、优质及其工艺过程数字化、自动化、智能化控制为特征，其焊接参数对焊接质量有着很大的影响，为了保证焊接质量，在焊接工艺中焊接参数的制定和执行是最重要的内容。

1焊接工艺概述

电气设备主要由电源和电气设备组成。汽车制造过程运用到的焊接工艺中，车身件大部分通过点焊标准件，悬焊焊接及机器点焊方式组合。由于组成车身的钢板较薄，为防止焊接变形，车身焊接以电阻焊为主，CO2气体保护焊、螺柱焊、电弧焊、钎焊等工艺方法也在生产中得到应用。利用电流通过工件时产生的电阻热来加热工件进行焊接。电阻焊包括:点焊、缝焊、凸焊、对焊。

机器人焊接技术，具有效率高、焊接质量稳定、自动化程度高、柔性好等优点，在汽车焊接生产中大量采用。焊接生产线上的机器人可以完成焊接、切割、打磨修整工件、自动上、下工件和装配、尺寸检测等工作。焊接机器人包括点焊机器人、弧焊机器人、TIG焊机器人、激光焊接机器人等，其中弧焊机器人和点焊机器人用量最大。

2焊接参数的检测与采集

焊接参数主要包括焊接电流（I）、焊接电压（U）、焊接时间（t）、气体压力（P）、电极压力（KN）等内容。电信号的参数提取主要采用电子测量仪器，其大体可分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器，其中虚拟仪器的应用是现代计算机技术通信技术和测量技术相结合的产物，也是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器产业发展的一个重要方向。作为焊接过程参数检测的虚拟仪器同一般的虚拟仪器一样，其硬件构成平台有传感器、采集卡、输出设备以及计算机等，整个数据采集硬件系统的构成如图1所示。

图1 数据采集硬件系统的构成

3焊接参数设定调整与管理

3.1焊接参数设定、验证以及监控的步骤

在实际的生产过程中，焊接过程管理由公司的技术中心、制造中心、工务部、质量部、管理部等部门协同进行。

技术中心项目负责人对新开发产品焊接参数依据推荐参数进行预设置或根据以往类似件参数进行预设置。设置值不能超出推荐参数±10%。如顾客有要求按其标准进行设置时，应按顾客要求进行预设置。

焊接参数具体设定步骤，经焊接参数资格认可人员进行设定调整：①焊接条件的确认，焊点的板组构成调查，确定构成焊点的各零件料厚和材质，以薄板作为基准料厚，选择最适合的焊接参数；②加压力的设定；③焊接电流和焊接时间的设定。

对设置的焊接参数要进行验证，其验证方式：螺母螺栓焊接采用敲击试验、扭力试验；钣件点焊采用试片拉肉径试验、零件非破坏试验及全破坏试验；CO₂焊接采用外观检查（要求焊缝表面光滑平整，呈均匀、整洁的鳞状波纹，且焊缝不得有夹渣、气孔、裂纹、咬边、焊瘤等缺陷，焊缝尺寸及质量达到产品技术条件要求）及渗透试验，依据具体试验要求及判定标准进行，每次调整及确认过程均应形成记录。以最终确定参数后将气压和电流调整为最低值，进行焊接全破验证。对焊接参数验证过程中出现的多层板或易焊接不牢点列入工艺文件中，作为正常生产时非破试验点进行控制。经工艺验证后的焊接参数应形成标准化，制订在焊接工艺文件中，确保量产后按标准作业。每个产品的焊接必须按工艺文件上规定的焊接参数进行作业。在每个产品开始生产前，按工艺文件上规定的参数确认，进行试片试验，确定零件状态符合质量要求后将当前设备参数记录到参数记录表中，开始正式生产。

对正常批量生产用的每把悬挂焊枪采用专用设备进行输出值确认，确认参数的实际输出值稳定在公差范围，结果记录在《点焊设备电流/压力检测记录表》中。对于异常问题并分析原因记录在《点焊设备电流/压力检测异常汇总表》中，同时，反馈给具体部门按相应措施处理。

检测方法：焊接电流、焊接时间、电极压力的检测，并填写进《点焊设备电流/压力检测记录表》内。

检测频次：正常生产情况下，“重保和关键工序”每半个月测量一次，“重要和一般工序”及“随主线生产的立焊工序”每月测量一次。“机器人工序”每季度测量一次。其中机器人电极压力也按每季度测量一次。异常生产情况下，如顾客生产量下降、长假期间等现象，当月检测频次相应作出调整。

异常处理：读数超出《点焊设备电流/压力检测记录表》所设定值的±10%，应立即通知工务部和技术中心主管确认后，调整焊接参数，保证输出值在设定参数的±10%范围内，并进行试片破坏性试验或零件全破坏性试验进行实物检定，由技术中心、质量部与生产单位共同判定，能达到要求则做好调整记录，不能达到要求则通知技术员现场确认并重新制定焊接工艺参数，调整参数并进行试片破坏性试验或零件全破坏性试验进行实物检定，由质量部与生产单位共同判定，直至达到要求为止，完成后工务部做好调整记录，并由技术员在两个工作日内更新发布相应工艺文件。

3.2焊接参数的调整

每当出现下列一种或几种情况时，可对焊接参数进行适当调整：日常点检出现焊接质量问题时、焊钳或电缆更换之后、影响焊接参数的设备维修之后、焊接工艺更改时、焊接参数超出工艺文件上所设定值±0.5KA时、产能不足或设备故障等原因需要临时增换设备时、发生其它异常情况时。

焊接参数在一定范围内可由焊接单位的具备焊接参数资格认可人员进行调整，并以试片或全破件调试合格为准，当焊接参数的工艺文件上所设定值的±0.5KA时，试片或非破验证无法达到焊接质量要求时，应由技术员、生产单位主管及质量部主管到现场进行调整，并修改工艺文件中的工艺参数值。参数调整分为临时调整和长期调整，临时调整为针对某一批次出现异常时进行的调整，长期调整为对现有标准参数进行的调整。临时调整焊接参数后，调整人要及时将现场工艺文件上的焊接参数进行更新，可以手工签名更改，并签上更改人姓名及更改时间；对长期调整的参数，在连续三天现场质检员需每班次进行跟踪验证，验证工作结合每天的首中末检验进行，记录填写于参数记录表中。并提交技术中心在两个工作日内完成工艺文件更新及发布。发现异常追溯本班次所有零件。如需对参数再进行调整重新走验证流程。

4结语

利用先进和便利的检测仪器对焊接过程分析和管理显得尤为重要，在实际生产过程中，需要对焊接过程进行实时监控。对焊接过程参数要实时通信记录，提取出焊接工艺和焊接质量的关系，从而指导实际生产中工艺设计与执行，同时这也是现代化生产车间的一种管理方法，为生产过程记录了详细而可靠的经验数据。

参考文献：

1. 吴小俊,黄朝慧.ZigBee无线数传技术在焊接参数采集与分析中的应用与研究现状[J].电焊机,2018,48(4):99-103.

2. 杨可曼.关于虚拟仪器及其应用前景[J].高等函授学报(自然科学版),2004,17(3):26-28.

3. 刘江凯.焊接过程网络化管理系统[J].现代制造技术与装备,2021,57(2):211-213,219.

4. 快懂百科.车身焊接技术,来源于www.baike.com.