汽車製造業中點焊鉗的選擇

在汽車製造業中，移動式點焊機是汽車車身焊裝自動化生產線上完成汽車車身組焊任務的主要設備，焊接執行機構為點焊鉗，合理選擇點焊鉗型號可以實現焊接設備和作業人員數量合理、作業方便、減低勞動強度等效果，因此點焊鉗的選型非常重要。汽車車身點焊是電阻焊的主要形式，點焊機主要有三類：普通點焊機、多點焊機和點焊機器人。普通點焊機是適用於各種場合、各類焊接對象的通用點焊設備，根據機器結構和應用場合的不同又分為移動式點焊機和固定式點焊機。移動式點焊機是汽車車身焊裝自動化生產線上完成汽車車身組焊任務的主要設備，適用於焊接結構尺寸大、形狀複雜、不便於移動的焊件和大型薄壁結構工件，焊接執行機構為點焊鉗。點焊鉗型式點焊鉗按形狀可分為 X 型焊鉗和 C 型焊鉗兩類（如圖 1、2）。

圖1X型焊鉗
 

圖2C型焊鉗

     首先根據工程作業表中的焊接部位、生產節拍設計確定點焊鉗的數量，生產節拍高時，點焊鉗數量設定得多，否則盡可能降低點焊鉗數量，合理劃分每把點焊鉗作業的內容，然後依據產品結構、夾具結構、作業方位等確定合理的點焊鉗型式。X 型點焊鉗用於點焊水平及接近水平位置的焊點，電極的運動軌跡為圓弧線。C 型點焊鉗用於點焊垂直及接近垂直的焊點，電極作直線運動。一般情況下，焊點距離製件邊緣超過 300mm 的情形選擇 X 型焊鉗，焊點距離製件邊緣小於 300mm 的情形可以選擇 X、C 型焊鉗。

電極壓力：電極壓力屬於焊接參數的範疇，電極壓力的大小主要與焊接部位的材料有關，表是以電鍍鋅鋼板、低碳鋼板為例的焊接參數。一把點焊鉗焊接不同搭接板組時，點焊鉗的電極壓力要滿足搭接板組中的***電極壓力，常用的電
極壓力為 1470～4900N。
      點焊鉗的行程：點焊鉗的行程分工作行程和輔助行程兩部分。工作行程指點焊鉗正常通氣狀態下兩電極的張開距離，工作行程越小，焊接時工作效率越高，因此在可能的情況下盡量選擇較小工作行程；輔助行程指通過撥動限位手把或按下氣閥按鈕後點焊鉗兩電極張開的距離。為避免點焊鉗進入焊接部位時與製件、焊接夾具等幹涉，采用點焊鉗輔助行程使點焊鉗進入焊接部位，即點焊鉗進入焊接部位時打開輔助行程，兩電極的間距加大，進入焊接部位後關閉輔助行程，點焊鉗實施焊接。圖 3 所示的焊接部位，點焊鉗進入焊接部位時要求兩電極的距離大於 280mm，如不采用輔助行程，生產效率低，焊接衝力大，焊接位置、質量不易保證。為提高生產效率，在產品結構、夾具結構等許可、工作行程不大於 50mm 的情況下，盡量不使用輔助行程，選擇大工作行程的焊鉗，此時輔助行程與工作行程的尺寸一緻。

圖3 焊接部位示意圖

     點焊鉗臂規格尺寸：點焊鉗臂規格尺寸主要指門深（寬）、門高尺寸（如圖 4），由產品結構決定，通常為避免點焊鉗臂與製件的幹涉，減少焊接分流，點焊鉗臂到製件之間的距離保持在 30mm 以上。在滿足各個焊接部位的工藝要求的前提下，點焊鉗臂門深（寬）、門高尺寸設定時，遵循尺寸盡可能小的原則，可以減少焊鉗的重量，作業方便，降低勞動強度。

圖4X、C型點焊鉗臂規格尺寸

     在確定點焊鉗臂門深（寬）、門高尺寸時，同時要根據產品結構、夾具結構考慮：1. 電極的形狀、長度、角度等，對於使用頻率高的情況，電極上盡量使用可更換的電極帽，減少使用成本；2. 為避免焊鉗臂與製件、焊接夾具等的幹涉，點焊鉗臂是否需要異型等。圖 5 為 1 款 C 型點焊鉗臂考慮各項要素後的示例，對相關部位的尺寸進行了詳細的規定。

圖5C型點焊鉗臂相關部位尺寸

     三維模擬：以上項目確定後基本確定了點焊鉗的型號，即可按各項規格設計出相應型號的點焊鉗。將設計的三維點焊鉗與點焊鉗附件、產品數模、夾具等一起放在三維軟件中，模擬作業方位、作業內容進行以下主要項目確認：1. 點焊鉗能否進入焊接部位實現焊接；2. 點焊鉗及附件作業時是否與產品數模、夾具等幹涉；3. 作業是否方便；4. 點焊鉗的更換、取放、翻轉次數是否合理。確認後的不合適項目製訂修改方案，如重新確認點焊鉗數量、型號及協商焊接夾具、點焊鉗的修整部位等。正確選擇點焊鉗型號，可以使設備、作業人員數量合理，焊接部位作業方便，勞動強度低。如果點焊鉗型號不合適的程度達到無法滿足焊接工藝要求時，需要重新選擇點焊鉗型號，則增加投資費用、延長生產準備周期，可見點焊鉗型號的正確選擇非常重要。在三維軟件廣泛應用前，點焊鉗選型正確率一般在 60%～80%，而按上述要素進行點焊鉗的選擇，點焊鉗型號的正確率可以達到 90%以上。