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2022年11月24日

汽车制造业中点焊钳的选择

汽车制造业中点焊钳的选择 2011年12月12日 来源: 在汽车制造业中,移动式点焊机是汽车车身焊装自动化生产线上完成汽车车身组焊任务的主要设备,焊接执行机构为点焊钳,合理选择点焊钳型号可以实现焊接设备和作业人员数量合理、作业方便、减低劳动强度等效果,因此点焊钳的选型非常重要。汽车车身点焊是电阻焊的主要形式,点焊机主要有三类:普通点焊机、多点焊机和点焊机器人。普通点焊机是适用于各种场合、各类焊接对象的通用点焊设备,根据机器结构和应用场合的不同又分为移动式点焊机和固定式点焊机。移动式点焊机是汽车车身焊装自动化生产线上完成汽车车身组焊任务的主要设备,适用于焊接结构尺寸大、形状复杂、不便于移动的焊件和大型薄壁结构工件,焊接执行机构为点焊钳。点焊钳型式点焊钳按形状可分为X型焊钳和C型焊钳两类(如图1、2)。

图1 X型焊钳

图2 C型焊钳

首先根据工程作业表中的焊接部位、生产节拍设计确定点焊钳的数量,生产节拍高时,点焊钳数量设定得多,否则尽可能降低点焊钳数量,合理划分每把点焊钳作业的内容,然后依据产品结构、夹具结构、作业方位等确定合理的点焊钳型式。X型点焊钳用于点焊水平及接近水平位置的焊点,电极的运动轨迹为圆弧线。C型点焊钳用于点焊垂直及接近垂直的焊点,电极作直线运动。一般情况下,焊点距离制件边缘超过300mm的情形选择X型焊钳,焊点距离制件边缘小于300mm的情形可以选择X、C型焊钳。

电极压力电极压力属于焊接参数的范畴,电极压力的大小主要与焊接部位的材料有关,表是以电镀锌钢板、低碳钢板为例的焊接参数。一把点焊钳焊接不同搭接板组时,点焊钳的电极压力要满足搭接板组中的最高电极压力,常用的电极压力为1470~4900N。点焊钳的行程点焊钳的行程分工作行程和辅助行程两部分。工作行程指点焊钳正常通气状态下两电极的张开距离,工作行程越小,焊接时工作效率越高,因此在可能的情况下尽量选择较小工作行程;辅助行程指通过拨动限位手把或按下气阀按钮后点焊钳两电极张开的距离。为避免点焊钳进入焊接部位时与制件、焊接夹具等干涉,采用点焊钳辅助行程使点焊钳进入焊接部位,即点焊钳进入焊接部位时打开辅助行程,两电极的间距加大,进入焊接部位后关闭辅助行程,点焊钳实施焊接。图3所示的焊接部位,点焊钳进入焊接部位时要求两电极的距离大于280mm,如不采用辅助行程,生产效率低,焊接冲力大,焊接位置、质量不易保证。为提高生产效率,在产品结构、夹具结构等许可、工作行程不大于50mm的情况下,尽量不使用辅助行程,选择大工作行程的焊钳,此时辅助行程与工作行程的尺寸一致。

图3 焊接部位示意图

点焊钳臂规格尺寸点焊钳臂规格尺寸主要指门深(宽)、门高尺寸(如图4),由产品结构决定,通常为避免点焊钳臂与制件的干涉,减少焊接分流,点焊钳臂到制件之间的距离保持在30mm以上。在满足各个焊接部位的工艺要求的前提下,点焊钳臂门深(宽)、门高尺寸设定时,遵循尺寸尽可能小的原则,可以减少焊钳的重量,作业方便,降低劳动强度。

图4 X、C型点焊钳臂规格尺寸

在确定点焊钳臂门深(宽)、门高尺寸时,同时要根据产品结构、夹具结构考虑:1. 电极的形状、长度、角度等,对于使用频率高的情况,电极上尽量使用可更换的电极帽,减少使用成本;2. 为避免焊钳臂与制件、焊接夹具等的干涉,点焊钳臂是否需要异型等。图5为1款C型点焊钳臂考虑各项要素后的示例,对相关部位的尺寸进行了详细的规定。

图5 C型点焊钳臂相关部位尺寸

三维模拟以上项目确定后基本确定了点焊钳的型号,即可按各项规格设计出相应型号的点焊钳。将设计的三维点焊钳与点焊钳附件、产品数模、夹具等一起放在三维软件中,模拟作业方位、作业内容进行以下主要项目确认:1. 点焊钳能否进入焊接部位实现焊接;2. 点焊钳及附件作业时是否与产品数模、夹具等干涉;3. 作业是否方便;4. 点焊钳的更换、取放、翻转次数是否合理。确认后的不合适项目制订修改方案,如重新确认点焊钳数量、型号及协商焊接夹具、点焊钳的修整部位等。正确选择点焊钳型号,可以使设备、作业人员数量合理,焊接部位作业方便,劳动强度低。如果点焊钳型号不合适的程度达到无法满足焊接工艺要求时,需要重新选择点焊钳型号,则增加投资费用、延长生产准备周期,可见点焊钳型号的正确选择非常重要。在三维软件广泛应用前,点焊钳选型正确率一般在60%~80%,而按上述要素进行点焊钳的选择,点焊钳型号的正确率可以达到90%以上。

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