在轎車車身製造中，電阻點焊是車身製造中應用最廣泛也是最適合密集生產(chan) 線作業(ye) 的焊接工藝。盡管電阻點焊技術已經非常成熟，但是伴隨著汽車製造業(ye) 的快速發展，傳(chuan) 統點焊工藝迎來了全新挑戰：一方麵，高強度鋼等新材料的廣泛應用帶來新的焊接難題；另一方麵，節能減排成為(wei) 發展主流，傳(chuan) 統點焊設備因為(wei) 耗能過高已無法滿足要求。中頻點焊技術因其可以獲得更好的焊接質量，同時可以適應新材料和節能政策的客觀要求，在汽車行業(ye) 得以快速推廣，自主品牌中像江淮、奇瑞等也已成功推行並取得了很好的應用效果。 

中頻點焊的發展背景 

1.適應新型輕量化材料的應用 

當今汽車行業(ye) 對汽車輕量化以及碰撞安全性的要求越來越高，新型低密度、高強度材料的應用比例逐漸增大，其中大量使用高強度鋼是實現汽車減重、節能、安全和環保的重要途徑。國外高強度鋼在轎車車身上的應用比例逐年增加，目前大約為(wei) 50%，而我國汽車工業(ye) 高強度鋼的應用比例小於(yu) 30%，未來仍有很大的上升空間。 

高強度鋼的焊接性能一直是高強度鋼在汽車行業(ye) 應用的核心問題。由於(yu) 生產(chan) 工藝技術不同，特別是熱處理冷卻速率不同，要獲得所需的強度等級，其合金元素的添加量也要有所不同。當冷卻速度較低時，必須添加較多的合金元素，但由此也會(hui) 引起焊接性能惡化。除了冷卻速度外，其他生產(chan) 工藝及設備條件也影響材料設計時合金元素的添加量，影響高強度鋼的焊接性能。 

由於(yu) 高強度鋼的焊接性能很差，如果采用常規的工頻點焊工藝，焊接時的飛濺大而且焊接接頭質量差，連接強度達不到要求，無法滿足生產(chan) 的需要。因此，推廣適用於(yu) 高強度鋼特別是超高強度鋼的中頻點焊技術，對於(yu) 汽車行業(ye) 未來的發展是十分必要的，既是汽車提升安全性和舒適性的有效途徑，也是“低碳經濟”背景下汽車輕量化研究的客觀要求。 

2.適應鍍層鋼板的應用 

為(wei) 了提高汽車的耐蝕性和使用壽命，鍍鋅鋼板在車身製造中得到了廣泛應用。運用工頻點焊來焊接鍍鋅鋼板，會(hui) 存在以下問題： 

（1）適用的焊接參數範圍較小 由於(yu) 接觸麵上存在低電阻率、低硬度和低熔點的鋅層，使接觸電阻減小，電流場分布不均勻，影響了熔核的形成和大小。 

（2）電極壽命縮短 鍍鋅板焊接的時候需要更高的電流和更長的焊接時間，由於(yu) 鋅層熔點較低，表麵易燒損，沾汙電極後在電極表麵形成合金，易過熱變形，降低電極壽命。 

（3）容易產(chan) 生焊接噴濺，影響焊點質量的穩定性。 

（4）熔核內(nei) 易出現裂紋、氣孔或軟化組織 在鍍鋅鋼板點焊過程中，由於(yu) 焊接規範不合理，會(hui) 使接頭中殘留部分鋅及鋅鐵合金在熔核結晶過程中，可能會(hui) 形成細小裂紋或氣孔，殘留鋅較多時還會(hui) 形成軟化組織。 

中頻逆變電源可以輸出具有極強穿透性的直流電，焊接時沒有電流峰值，焊接過程中熱量增加穩定且基本沒有波動，可以最大程度地減小鍍層對於(yu) 電流密度的削弱，確保熔核的形成。同時，因為(wei) 中頻點焊穩定高效的能量輸出，且焊接過程中沒有多餘(yu) 的冷卻時間，因此可以減小電極的熱量和機械壓力，提高電極的使用壽命。中頻點焊焊接過程中飛濺小，熔核尺寸穩定的參數範圍大，可以很好地解決(jue) 鍍鋅板焊接過程中易飛濺、焊接規範不好控製的難題。而且中頻點焊可以實現動態調整，響應時間小於(yu) 1ms，可以獲得更好的焊點質量。 

3.滿足節能減排戰略的要求 

能源危機的加劇以及國家對於(yu) 環境保護的重視，“低碳經濟”成為(wei) 當前經濟發展過程中的主流。目前，全國都開始推廣使用節能的新產(chan) 品和新設備，而工頻焊機作為(wei) 車身生產(chan) 過程中的“電老虎”是無法滿足節能要求的。中頻焊機44kVA相當於(yu) 160kVA工頻焊機的焊接能力，幾乎節約2/3～3/4能源。使用節約能源的中頻焊接技術，對保護環境和生態平衡以及對地區經濟發展會(hui) 起到很大的推動和促進作用，社會(hui) 效益明顯。 

中頻點焊的應用實例 

近年來，國內(nei) 外多家汽車企業(ye) 開始將中頻點焊機器人應用於(yu) 白車身焊裝線,如一汽大眾(zhong) 、北京現代、東(dong) 風日產(chan) 和江淮汽車等廠家都已將中頻焊機運用到自動化線焊接或人工點焊。目前，江淮汽車在瑞風二代、星銳輕型客車等多款車型的自動化線均應用了中頻機器人焊鉗，承擔了包括下車體(ti) 補焊、頂蓋和側(ce) 圍焊接、車架與(yu) 地板焊接等多個(ge) 重點位置的焊接任務。 

中頻點焊應用的實際效果 

1.在機器人選型上具有優(you) 勢 

點焊機器人因為(wei) 要應用在密集的生產(chan) 線作業(ye) ，需要考慮到工作範圍、動作速度及維護成本等多方麵因素，其承載範圍是有限的，焊鉗質量過大的話無法選取到合適的機器人或機器人會(hui) 有性能方麵的損失。國內(nei) 車企應用的點焊機器人以ABB公司和KUKA公司的居多。 

中頻逆變直流焊接的變壓器重量和體(ti) 積小，輸入功率低，便於(yu) 采用連變壓器式焊鉗。當運用於(yu) 機器人點焊操作時，可使機器人的負荷減輕，而工頻連變壓器式焊鉗在自動線上運用時則需負載能力更強的機器人。 

以江淮星銳輕型客車頂蓋焊接工位為(wei) 例，因為(wei) 要從(cong) 側(ce) 窗伸入焊鉗來焊接頂蓋工位，高頂車型的機器人焊鉗是非常大的，應用工頻機器人焊鉗和中頻機器人焊鉗在質量方麵相差很大。工頻機器人焊鉗因為(wei) 變壓器大且重，與(yu) 鑄銅鉗體(ti) 的質量累加在一起高達260kg,再加上要考慮機器人運動過程中的動載荷，因此要選取的機器人荷重能力至少是300kg。通常情況下，300kg以上的機器人一半用於(yu) 大型物料的搬運作業(ye) ，動作緩慢且沒有下探功能，無法滿足生產(chan) 速度快、作業(ye) 範圍廣的焊接自動化線要求。若采用中頻機器人焊鉗，鉗體(ti) 采用高強度鋁板組裝成板式鉗體(ti) 代替鑄銅整體(ti) 結構質量約減小1/3，焊接變壓器的質量約為(wei) 單相交流式的1/3～1/5，鉗體(ti) 和變壓器在一起的質量僅(jin) 為(wei) 160kg,選用ABB公司的IRB 6640-205機器人或者KUKA公司的KR 210-2機器人均能滿足要求。 #p#分頁標題#e#

由於(yu) 焊鉗的質量減小，點焊機器人的機械裝置所支撐的質量也隨之減小，從(cong) 而使驅動電動機功率下降。點焊作業(ye) 時，在加速、製動以及在點焊過程中的磨損也相應減少。即使在點焊機器人高速旋轉時，對極限點焊區也能實現驅動接近。 

2.可以實現高強度鋼的優(you) 質連接 

為(wei) 了減輕車身重量和提高安全性，江淮目前在逐漸提高高強度鋼在車身上的應用比例，在星銳車身上開發的高強度鋼零件涉及車架、側(ce) 圍內(nei) 外板和門蓋的129個(ge) 零部件，約占所有衝(chong) 壓件數量的1/3。 

經過生產(chan) 線的持續驗證以及嚴(yan) 格的道路試驗顯示，中頻點焊連接的高強度鋼具有非常好的抗拉和抗剪強度，可以滿足汽車在多種複雜路麵上長裏程行駛的強度要求，沒有發現因為(wei) 中頻點焊連接不牢而出現的板件開焊情況。 

3.在焊接質量和生產(chan) 環境上的優(you) 勢 

中頻逆變直流焊機二次電流輸出能力強，沒有電流尖峰且波形平直，熔核尺寸穩定範圍大，幾乎不產(chan) 生飛濺，焊接完成後無需清理，且讓工作環境更加舒適潔淨，使現場員工的職業(ye) 健康得到更好的保障。中頻點焊焊接過程中初級階段電流呈自然遞增，焊點表麵質量好。圖4所示為(wei) 中頻點焊焊接車門處的焊點外觀以及打磨之後的效果，從(cong) 中可以看出中頻點焊的壓痕很淺而且沒有表麵飛濺，打磨之後基本看不出焊點的痕跡，適合對焊點外觀要求高的位置。 

4.在節能方麵的優(you) 勢 

交流點焊機與(yu) 電力網接通依靠晶閘管導通，因此存在空白區，熱量不集中且焊接質量不穩定。而中頻點焊機三相負載平衡、低輸入、沒有電網過渡過程、功率因數高，焊接變壓器頻率由50/60Hz提升至1000Hz，從(cong) 而實現了焊接過程中的節能省時。 

結語 

中頻點焊的運用可以獲得更好地焊接質量和更舒適的生產(chan) 環境，具有非常廣泛的應用前景。同時，低碳經濟的興(xing) 起讓車身的輕量化進程加快，高強度鋼等輕質高強材料的運用比例逐漸增大，與(yu) 之相對應的車身製造工藝也必須進行技術革新來滿足新材料的焊接要求。中頻點焊已經在汽車行業(ye) 中得以成功運用並證明其具有很好的實踐效果，本身技術相對成熟且能夠滿足高強度鋼、鋁等輕量化材料的焊接要求，將會(hui) 取帶傳(chuan) 統的工頻點焊成為(wei) 車身製造中最重要的焊接工藝。