薄板焊接的极限——CMT冷金属过渡焊接技术.pdf

焊接工艺雹晖俄第41卷

(4)机器人控制箱。适用于所有型号的机器人，
无论机器人是通过数字信号、模拟信号或field-bus
方式进行数据传输。
(5)VR7000CMT送丝机。数字化控制的送丝机，
适用于所有普通的送丝管。
(6)CMTRobacta焊枪。全数字化控制的机器人
用焊枪。无传动装置，安装有高效的双向动力学传动
马达，适用于精确的送丝和恒定的接触压力。
(7)焊丝缓冲器。削弱了两个送丝系统对焊丝的
冲击力，为焊丝在两个送丝系统之间提供了一个缓
图1CnT系统
冲空间。该装置可以悬挂在一个平衡器上或固定在
(1)TPS3200／4000／5000CMT电源。全数字化微电机器人手臂的第三节上。
脑处理器控制和全数字化CMA逆变电源。
(2)RCU5000i遥控器。全文本显示的遥控器，Q一2CMT钎焊工艺和激光钎焊工艺的
控制功能的焊接参数监控、向导指引模式、系统化比较
的菜单结构、人工管理功能。以侧围一落水槽焊接为例：左侧焊缝采用激光钎
(3)FK4000R冷却系统。坚同可靠，确保了对机器焊，右侧焊缝采用CMT钎焊。CMT钎焊后试样处理
人焊枪的最佳冷却效果。如图2所示。

l#2#、3#4#、5#
无打麝打磨打磨
无防腐无防腐防腐

图2CMT钎焊后试样处理

(1)试样处理后进行90周期盐雾试验(测试防表1某车型侧围落水槽钎焊大致方案
腐性能)。所有试样均未发生面漆剥落、腐蚀等现象。
(2)CMT钎焊后截取焊缝。取自焊缝不同断面的4个工人／2个机器人4个工人／2个机器人
金相试样(见图3)，分析结果均为合格。1L／1R钎焊夹具1L／1R钎焊夹具
4个工位扫描器4个工位扫描器
(3)CMT钎焊1=艺和激光钎焊工艺的经济性比
2个机器人换枪盘o(枪枪)2个机器人换枪盘(x枪／C枪)
较。以某车型侧围落水槽钎焊为例(一个机器人进
1个电极修磨器1个电极修磨器
行钎焊，一个机器人进行尾灯板点焊)，大致方案如
CMT钎焊设备2个二极管激光器(有l台备用)
表1所示。
激光镜组+，20mU激光光缆
3CMT工艺焊接长度超过500Innl激光室及监控
激光室排风
焊缝时的主要问题及优化备注：方案差价约合720万人民币，CMT钎焊工艺的经济性
3．1不稳定性更好。
(1)零件及匹配。外板翻边长度和翻边角度是冲压件较难精确
焊接工艺朱宇虹等：薄板焊接的极限——CMT冷金属过渡焊接技术第4期

图5焊接角度对提鬲长度容忍性示惹
相对稳定散热；夹具可以通过将散热面打磨均匀来
达到稳定散热)。不稳定性S即定义为在不增加热输
入的情况下(增大热输入将增大能源消耗即单车成
图3CMT焊缝不同截面的金相试样本，并且容易造成零件表面缺陷)，大气散热与热输
控制的，但却对CMT的稳定性尤其重要。此外尽量出的比值为
s=×10=P
做到稳定机器人焊接角度和夹具调整，以提高该工P输入一P大气一尸零件一尸夹具×1O0％
艺对零件和匹配不稳定的容忍性。
P输人为常数，则适当减小夹具散热可以提高热
上夹头调整消除翻边角度对稳定性的影响如
输出并且降低不稳定性。确定了理论方向后，实际
图4所示，缩短上夹头离开翻边边缘的距离可以有
操作就是减小夹头散热面积。减小夹头散热以提高
效消除翻边角度的波动。但是这样的调整也是有极
有效热功率和稳定性示意如图6所示，由于离焊缝
限的，因为夹头离开焊接点过近会造成夹头烧损，
最近处温差最大，也是散热最快的部分，所以减小
通过现场试验，目前最理想的距离为夹头离开翻边
散热最有效的就是打磨焊缝正下方的夹头，使其不
边缘2mm，焊接位置离开翻边边缘1mm。
参与散热。

夹头

图4上夹头调整消除翻边角度对稳定性的影响

当然零件与夹头间的缝隙会造成不稳定，这属图6减小夹头散热示意
于调整缺陷不算入优化范围内。但有时尺寸要求调3．2批量生产注意事项
整有间隙，这就只能牺牲CMT的稳定性。3．2．1夹具清洁
焊接角度对于提高翻边长度容忍性示意如图由于上海大众使用镀锌板高温焊接时的锌蒸
5所示，偏斜角度后电弧能够覆盖更广的距离(图中汽在冷却后会生成白色氧化物堆积在夹头上，长时
黑色块所示)，增大对零件波动容忍性0．5／illTl左右。间不清除会影响散热(白色氧化物为热的不良导体)
(2)热传递和夹具精密度。同时由于CMT虽然少飞溅，但是
定义CMT的热输人为P输入，热输出P输出为实偶尔的飞溅堆积在夹头上也会影响散热和精度。鉴
际用于熔化焊丝的热功率(有效功率)。两者的差值于以上两点，建议每百台侧围需要用抹布清洁夹头，
即为通过夹具、零件以及大气散发掉的热损失P捅=用锉刀清除夹头上的飞溅。
P零件+P夹具+P大气，其中最大的不稳定因素就是大气3．2．2焊丝更换注意事项
散热(零件可以通过清洁表面脱模油和污垢来达到因焊丝