[发明专利]汽车金属薄板无飞溅动态加热自适应电阻焊接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制造领域中薄板电阻焊接的方法，特别涉及一种汽车金属薄板无飞溅动态加热自适应电阻焊接的方法。

背景技术

目前，汽车制造工业中常用的金属薄板包括的热成形钢、高强钢、镀锌板的电阻焊工艺方法分为：

（1）工频交流电阻焊方法；用工频交流电阻焊方法，焊接热成形钢镀锌板，由于采用单相供电，功率因数低，多台焊机同时焊接时对电网冲击大，电压降大，容易造成焊接质量不稳定。

（2）中频直流电阻焊方法；用中频直流电阻焊方法，焊接热成形钢镀锌板时，由于中频直流电阻焊热量集中及极性效应的作用，易造成焊接部位过热产生飞溅。

（3）中频直流自适应电阻焊方法；用中频直流电阻焊自适应方法，其一由于其自身的技术特点，在焊接过程，需连续通电加热，才能测量出理想的动态电阻特征曲线，来有效控制焊接质量，且在调整过程及焊接时间比其它方法延长，降低了生产效率；其二在不同特性材料三层板电阻焊接时不能测出理想的动态电阻特征曲线，造成虚焊点。

 ( 4) 目前关于防止飞溅焊接的专利申请涉及的是通过改变压力大小，和使用一些辅助材料来解决飞溅问题，对热成形钢、高强钢、镀锌板，效果很不明显；另一种中频直流自适应焊接方法它是通过降低焊接电流（连续电流），延长焊接时间，检测动态电阻曲线的方法，其效率低，在与其它焊接方式同等焊接时间内产生的飞溅率仍然较高。

因此，如何提供一种防止飞溅、有效提高生产效率的汽车金属薄板无飞溅动态加热自适应电阻焊接的方法，是目前汽车制造工业领域技术人员必须着手解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述电阻焊方法中飞溅多、生产效率低的不足之处；提供一种汽车金属薄板无飞溅动态加热自适应电阻焊接的方法，即现代汽车制造工业中热成形钢、高强钢、镀锌板无飞溅交流逆变电阻焊接的工艺方法。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：

一种汽车金属薄板无飞溅动态加热自适应电阻焊接的方法，其特征在于实施步骤如下： 

步骤一：选择焊接电源

1.1采用无次级整流焊接变压器及脉宽可调交流逆变电源；保证正负半波交替均衡加热，无极性效应，避免工件一侧发生过热、发生飞溅；通过调整电源的逆变频率f1=40~150赫兹，控制t=1000/f1=5~30ms；

1.2其它设备及结构件配置与常规电阻焊配置结构相同；包括加压机构、水路气路、机身及焊接电极； 

步骤二：选择加热方式

焊接过程引入热平衡因子，将不同材料的热平衡因子录入控制器数据库， 控制器根据不同材料自动选择热平衡因子，通过调整动态加热曲线确保快速无飞溅完成焊接；

2.1 解决飞溅遵守的基本原理；

电阻焊的热平衡过程焊接过程必须有焊接电流i，焊接时间t，加入冷却时间t0；调整焊接频率f2=40~90赫兹，控制t0=1000/f2–t=0~10ms；

电阻焊的热平衡过程焊接过程必须有焊接电流i，焊接时间t，加入冷却时间t0；

每一次焊接过程产生的总电阻热量引用公式1：Q=0.24· i²·R·t；

式中：i表示焊接点流，R表示焊接回路及工件电阻，t表示通电时间；

根据能量守恒定律: 电阻焊过程产生的全部热能Q用于：

（1） 形成熔核有效热量Q1； 正比于通电时间t；

（2）熔核向周围金属热传导的热量Q2；正比于时间t+t0； 

（3） 焊点表面向电极内部传导所损失的热量Q3；正比于时间t+t0；

（4）焊点表面向空间辐射的热量Q4；正比于时间t+t0；

（5）飞溅金属带走的热量Q5；

 将上述电阻焊过程的全部热能，用公式2表述；

  公式2: Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5，

  将Qs =Q2+Q3+Q4 定义为热传导热量；

2.1.1  解决飞溅问题导出的热平衡公式；

此时公式2变为公式3 : Q1+ Q5= Q –Qs；

 熔核热量+飞溅物热量=电阻热－热传导热量；

2.1.2  不产生飞溅的条件；

当Q5=0时，不产生飞溅；否则Q5>0，焊接过程的热平衡处于失衡状态，即产生飞溅； 

此时公式3变为公式4:  Q1 = Q–Qs；

焊接过程达到加热Q，散热Qs，形成熔核Q1的无飞溅热平衡状态；