电阻点焊发展现状（龙门电阻点焊的工艺研究）
电阻点焊发展现状（龙门电阻点焊的工艺研究）焊接母材材料按照Q/BQB 408-2018标准选择SPCC-SD型冷轧碳钢薄板，材料成分如表2所示。根据产品实际要求，需要点焊出直径为⌀7mm以上的焊点，并且通过评定测试要求。焊接原材料表1 龙门式平台无痕点焊机参数信息图1 龙门点焊机图样图2 龙门式平台无痕点焊机
电梯是标志现代物质文明的垂直运输工具、是机电一体化的复杂运输设备。电梯部件主要分为轿厢部件，井道部件，曳引机部件等，我国电梯轿厢大部分为焊接轿厢，而电梯轿厢产品，为保证产品质量和生产效率会选用电阻点焊工艺进行生产制造。焊接车间多以厚板搭接进行电阻点焊，焊点质量的稳定性也决定产品的最终质量，同时针对电阻点焊工艺，其相同的工艺参数很难适用于不同厚度的钢板连接，并且在实际生产过程中存在很多干扰因素，例如被焊板材装配不良、电极帽磨损、板材之间涂胶、焊点之间的分流、不同批次材料的变化等，都会影响焊点质量。所以通过测试和分析，寻找到在板材之间适合的电阻点焊工艺参数，至关重要。
焊接准备
焊接设备及电极说明
本次测试选用的焊接设备为龙门式平台无痕点焊机（图1，图2），参数如表1所示，存在气动垂直加压机构，可在上下平台间通过X/Y移动机构，在下平台任一点移动焊接，工作行程为80mm；设备焊接压力大，相较于摆臂式平台点焊机能焊接更厚的材料，配合所选用的铬锆铜电极（电极直径⌀20mm），点焊出来的焊点外观平整，喷涂处理后基本无痕，可减少打磨工序；电源采用中频逆变直流电源，额定容量为32kVA，焊接质量稳定且节能。
表1 龙门式平台无痕点焊机参数信息
图1 龙门点焊机图样
图2 龙门式平台无痕点焊机
焊接原材料
焊接母材材料按照Q/BQB 408-2018标准选择SPCC-SD型冷轧碳钢薄板，材料成分如表2所示。根据产品实际要求，需要点焊出直径为⌀7mm以上的焊点，并且通过评定测试要求。
表2 SPCC-SD冷轧钢板化学成分及机械性能
根据零件的板厚，参照迅达电梯《焊接工艺参数作业指导书》中的参考参数，选择初始试验所用电阻点焊工艺参数。电阻点焊初始工艺参数如表3所示。
表3 初始电阻点焊参数表
后续焊接3mm 3mm试板的参数，按照表3的参数内容进行规律调节，每次调节完成后，均需进行焊接测试，焊接完成后通过凿楔试验和扭曲试验将试板进行破断，并根据破断后的熔核直径，确定测试结果并记录数据。
焊接试验及结果分析
初始电阻点焊参数对焊接的影响
焊接前应确认如下信息：
⑴应确保点焊设备正常运行；
⑵更换电极头或将电极头修磨完成，保证电极表面状态；
⑶焊接母材的材料表面应无油、锈等污染物，避免影响焊接结果数据。
按照初始电阻点焊工艺参数对3mm 3mm试板进行两组测试，焊接完成后，进行破坏性试验，检测和观察板材表面状态（图3），焊接后使用游标卡尺对破断后的熔核区域进行测量，如图4所示。
图3 板材表面状态
图4 熔核直径不足
表4 初始电阻点焊参数表
测试结果1：熔核直径为⌀3.99mm ；
点焊后的熔核直径小于标准要求直径⌀7mm，说明现有工艺参数不适用于此厚度的板材焊接，需要调整焊接工艺参数。
经查阅相关资料及分析得出，影响点焊试板熔核尺寸的主要参数包含：焊接电流，焊接电压，电极压力，焊接时间，脉冲次数，预压时间和保持时间，其他参数在之后的试验中，保持固定，通过主要参数的调节，对工艺内容进行优化。进行焊接参数的数列排布后，所列的焊接工艺参数如表4所示。
焊接测试过程及检测数据
进行第1、2组的焊接测试，调节焊接电流为8.5～9.0kA，通过破坏性凿楔测试，将焊接试片撕裂后，测量熔核直径。
测试结果：熔核直径为⌀5.3～5.7mm，小于标准要求直径⌀7mm。
进行第3、4组的焊接测试，调节焊接电流为10.0～11.0kA，焊接时间由400ms调整至450ms，在其他参数保持不变的情况下；
测试结果：熔核直径尺寸为⌀5.4～6.1mm，小于标准要求直径⌀7mm；
由于该板材厚度较大，焊接参数单项逐步增加已无法得到符合标准的焊点熔核，所以考虑选用2次焊接脉冲来增加焊接电流。增加焊接脉冲频次至2次，其他焊接参数保持如第一，第二组，进行第5组，6组的测试。
测试结果：熔核直径为⌀7.3～7.6mm（图5、图6），大于标准要求直径⌀7mm，未出现明显变形及焊接飞溅。
图5 第5组熔核测量结果
图6 第6组熔核测量结果
再次调节焊接参数，在第6组参数的基础之上，进行焊接第7组试件，调节焊接时间至450ms；
测试结果：熔核直径尺寸为⌀8.3mm(图7)，大于标准要求直径⌀7mm，并伴随着出现少量变形及焊接飞溅。
在第7组参数的基础之上，焊接第8组试件，调节焊接电流至9/11kA，时间至450/400ms。
测试结果：熔核直径尺寸为⌀8.9mm（图8），远大于于标准要求直径⌀7mm，此时焊接变形明显，焊接飞溅增加，综合考虑不继续进行试验，到第8组试验为止。
图7 第7组熔核测量结果
图8 第8组熔核测量结果
图9 采用第7组焊接参数焊接的产品
实际测试状态基本接近产品实际生产状态（特殊情况除外，如非标和新产品等），根据焊缝破坏性试验的结果及熔核直径的测量结果，选择采用第7组焊接参数数据内容对标准试板焊接，焊接效果如图9所示。
最终测试结果及结论
当产品使用3mm和3mm厚的板材进行电阻点焊，选择工艺参数为：预压时间400ms，焊接电流 8.5/11kA，2次脉冲周期，焊接时间450/400ms，电极压力0.5MPa，保持时间450ms，可以焊接出熔核直径大于等于7mm的样板，满足工艺要求，最终工艺试板通过了ISO 15614-12 标准所要求的相关测试，后续的针对3mm与3mm 板材的焊接工艺将按照此参数进行焊接生产，对实际生产进行指导。
结束语
焊接工艺参数是复杂的，但可通过试验测试得到，除了焊接参数外，设备的状态，电极的状态，板材表面的状态都需要在后续生产过程中进行有效管控，通过不断地摸索寻找到合适的焊接工作“状态”。
焊接工艺参数作为焊接的基础数据，至关重要，为提高后续产品的质量、生产效率及生产稳定性打下了坚实的基础。良好的焊接工艺参数是实现新工艺，新技术的基石，随着人工焊接、半自动化焊接、自动化焊接、系统控制等技术的提高，收集、分析并应用好焊接数据，是作为新制造迈向未来的必经之路。
——摘自《钣金与制作》 2019年第10期
