汽车车身制造工艺学(唐远志)-第11章车身焊装装备.pdf

第11 章 车身焊装装备 车身焊装装备包括焊接设备和焊接工装，焊接没备主要指点焊|设备，焊接工装主要包 括焊装夹具、检具及各类工具等。 11 ．1 点焊设备 点焊机的种类很多，按用途可分为通用和专用两大类。专用点焊机主要是多点焊机。通 用点焊机按安装方式可分为移动式、固定式；按电源性质分为I 频、脉冲及变频点焊机；接 加压机构的传动装置分为脚踏式、电动凸轮式、气压传动式及液压传动式点焊机等。不论哪 一类的点焊机，一般都由供电系统、控制系统、加压系统、水冷通道等几部分组成。 11．1．l 移动式点焊机 (1) 分体式点焊机 分体式点焊机工作原理如图l1-1(a)所示，其特点是焊枪与变压器分离，两者之间由二次 电缆连接；图11 -1(b)所示为焊枪结构，两臂之间由铰链连接，在汽缸作用下产生电极压力， 最大压力可达 1 000N 。钳口尺寸也可以调节，焊臂凸伸，接近性好，便于操作，使用规范 较广，两臂尾端外螺纹用于与二次电缆连接。 电极夹持器是焊枪上连接机臂和电极的构件。除了完成导电作用外，还有冷却电极的作 用。其典型结构如例11 -2 所示。夹头体由铸造黄铜制成，中间空心，内有喷水管，电极与 夹头体靠1：10 锥面连接。 移动式点焊机焊枪与变压器连接的电缆有两种：一种是用两根独立式的有感电缆，由于 电磁感应使两根电缆间产牛斥力，需将它们捆在一起，以免影响操作；另一种是只用一根内 有两条电缆的无感电缆，由于通正向电流与通反向电流的导线旋扭在一起，这样电磁感应引 起的斥力变成内力，整体显示不出来．这种形式电流密度较大，但柔性好，使用方便，若某 向电缆断裂．只好整根报废，经济性不如有感电缆。两种电缆都可通冷却水冷却。 (2) 一体式点焊机 焊枪与变压器连为一体( 图 11—3)，体积小，重量轻，省去了二次电缆，避免了二次电 缆的干涉及耗电问题，因此节能省力。一体式点焊机代表了现代点焊机的一个发展趋势。 11．1．2 固定点焊机 固定点焊机在车身焊接中主要用来点焊合件、分总成和一些较小的总成。焊机固定不动， 每焊完一个焊点后．焊件移动一个点距，以进行下一个焊点的焊接。 典型的固定点焊机主要参数如表l1 一1 所示。固定点焊机的结构如图11 一4 所示，主 要由以下几个部分组成。 ①供电系统 供电系统包括变压器和焊机的二次回路，其主要作用是转换并传递点焊时 所带的电能。其工作原理如图11—5 所示。 ②焊具部分 焊具部分包括机臂、电极夹持器及电极。这实质上也是供电系统中二次回 路的一部分(图11-5)，它们的功能是向焊件传导电流和传递压力，故要求它们有良好的导电 性和足够的刚度。 机臂分为上、下机臂，伸出长度都可调节。上机臂可作上、下垂直运动。 ③加压机构 点焊机的加压机构能提供足够的压力，以满足焊接规范中对压力的要求， 多采用气动加压。 11．1．3 电极结构 (1) 普通电极 电极是与工件直接接触的导电零件，常用点焊电极如图l1 一6 所示。在车身焊接中， 有时还采用弯电极及其他特殊形状的电极。 电极用于导电与加压，并起散热作用。电极底部有一冷却腔，起冷却作用[图11-6(a)] 。 有电极帽的电极便于磨损后更换[图11-6(g)、(h)] 。电极头部形状取决于工艺需要，电极尾 部1：10 锥面与焊臂连接。 为了防止电极变形，避免与焊件黏附，要求电极材料有合适的导电性，在高温条件下有 足够的硬度、强度和抗氧化能力，一般采用铬锆铜。 (2) 螺母电极 螺母电极有圆柱销式、锥销式、速冷式。传统电极焊接螺母与钢板时，冷却部位距电极 表面远[图11—7(a)、(b)]，冷却效果差．电极表面温度高、易磨损，弹簧温度高、易失效， 因此电极使用寿命低，螺母焊接质量差。速冷螺母焊电极，结构设计新颖，充分发挥了循环 冷却水的作用，速冷螺母焊电极结构如图 11-7(c)所小。与传统电极相比，冷却水抵达的冷 却套上部到电极端面距离明显缩短，电极内腔水冷面积明显增大，从而有效快速降低电极温 度。 11 ．2 焊装夹具概述 汽车焊接生产线是汽车制造中的关键，焊接生产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中 之重，焊接夹具的设计是前提和基础。 由于车身零件是薄钢板件．其刚性差，所以在装焊过程中必须将工件固定到专用夹具上， 以保证各零件相互之间搭接面贴合以及相对位置准确。在汽车车身的装配焊接过程中，必须 将上件定位和夹紧，完成定位和夹紧的工位机械装置