来源：重庆自考网直属助学中心 更新时间：2018-12-18 10:35:11 加入自考群：
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摘要............................................................................................................................................. 3
前 言........................................................................................................................................... 4
一、点焊设备简介........................................................................................................................ 4
（一）车身点焊机器人的发展历史........................................................................................ 4
（二）点焊机的结构组成...................................................................................................... 5
（三）点焊机的工作原理...................................................................................................... 6
二、点焊机的常规保养以及保养过程和注意事项.......................................................................... 6
（一）点焊机常规保养.......................................................................................................... 7
（二）点焊机保养过程和注意事项........................................................................................ 7
三、汽车车身焊点检测................................................................................................................. 8
（一）焊点检测类型及过程................................................................................................... 8
（二）焊点检测过程............................................................................................................. 8
四、汽车车身钢板点焊工艺.......................................................................................................... 8
（一）点焊的电极................................................................................................................. 8
（二）焊点失效分析............................................................................................................. 9
五、汽车制造焊装夹具............................................................................................................... 10
（一）焊装夹具的类型及特点............................................................................................. 10
（二）焊装夹具的特点........................................................................................................ 10
六、点焊操作规范...................................................................................................................... 11
（一）焊前准备及注意事项................................................................................................. 11
（二）过程控制.................................................................................................................. 12
（三）点焊参数.................................................................................................................. 13
（四）检验要求.................................................................................................................. 14
七、结论.................................................................................................................................... 14
参考文献.................................................................................................................................... 15
致 谢......................................................................................................................................... 16
最近几年来，焊接机器人技术给汽车制造业高质量、大批量以及高效率流水线生产提供了有力的保障，提高了国际竞争力，并且已在汽车领域取得了很大的进展。在这种情况下，机器人在汽车车身点焊中起了非常大的作用。本文对机器人和手工的车身点焊进行了全面的介绍，包括点焊的的历史文化。焊接机器人的通用类型有哪些；点焊机的常规保养以及保养中需要注意的事项；汽车车身焊点检测；汽车车身钢板点焊工艺要点；汽车制造焊装夹具类型。本文前面五章对车身点焊技术做了简单的介绍，第六章做了最后的总结，也体现了我国在不管在手工方面的点焊还是机器人方面的点焊都在发生着翻天覆地的变化。
关键词： 机器人 点焊 缺陷 分析 措施 夹具
随着现代科技机械化的发展，对生产效率和生产质量要求的不断提高，传统的焊接技术已经不能满足现代科技发展的要求。焊接车身点焊技术是最近几年兴起的一种全新的技术，特别是焊接点焊机器人的应用。和传统的焊接方法相比较，大大的提高了焊接效率，接头性能也比较好。所以日益得到广泛的运用。
虽然国内车身机器人焊装线比国外晚建十多年，但开发速度快，技术起点高。经过最近几年中国的快速发展，国内的很多车身制造厂几乎都采用了焊接机器人车身焊装线，经过了几年的发展，国内的焊装机器人技术与外国技术的差距也在不断的缩短，使中国在国际上的地位也在不断的提高。
本人在众泰汽车制造厂中顶岗实习，主要从事车身点焊工作。本文论述了焊接机器人的通用类型有哪些；点焊机的常规保养以及保养中需要注意的事项；汽车车身焊点检测；汽车车身钢板点焊工艺要点；汽车制造焊装夹具类型。
在顶岗实习中，让我把在学校所学习的知识与我的工作岗位紧密的联系了起来，将所学的知识应用于岗位的生产中，让我在实践中学习到了在学校没有学懂的知识，我感到非常有意义。也很感谢学校给我们的这次实习机会，让我成长了很多。
在1965年美国使用了世界上第一台点焊机器人，在1987年中国也自行研发成功了第一台华宇—I型点焊机器人。我国开发工业机器人的时间晚于外国，起于20世纪70年代，中国的焊接机器人最开始是由大学和科研院所的自发性的研究。随着时间的推移，到了80年代，在国外工业机器人是个成熟的工业产品，点焊机器人在汽车生产行业中得到了广泛的应用。后来，一汽公司是我国最早引进焊接后机器人的企业，1984起先后从德国的一家焊接机器人公司引进了3台点焊机器人，用于当时“红旗牌”和“解放牌”车身的焊接。后来二汽在货车和轻型车项目中引进了焊接机器人。可以说20世纪90年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽生产率在原来的基础上提高了很多，同时使中国拥有大量外国焊接机器人，也使中国的汽车生产效率大大的提高。
图1 点焊机器人整机
现目前来看点焊机有两大类。一大类：6轴关节型机器人点焊机；二大类：人工点焊机。
1、6轴关节型机器人点焊机的主要由四关节、六轴、机器人运动控制系统的硬件、焊钳等部分组成。四关节由（1）肩关节、（2）肘关节、（3）腕关节、（4）腰关节部件组成。六轴由（1）转腰轴、（2）摆臂轴、（3）摆肘轴、（4）转腕轴、（5）摆腕轴、（6）转手轴部件组成。机器人运动控制系统的硬件由（1）示教盒、（2）控制计算机、（3）操作面板、（4）硬盘和软盘存储器、（5）数字和模拟量输入输出、（6）打印机接口、（7）传感器接口（8）轴控制器、(9）辅助设备控制、（10）通信接口、（11）网络接口。焊钳由（1）焊钳的两电极臂、（2)焊接变压器、(3）动电极等部件组成。
2、人工点焊机由电缆、变压器、焊枪和一些其他部件部件组成。电缆由（1）主电缆、（2）副电缆部件组成。变压器由（1）焊枪开关、（2）冷却液系统、（3）气体开关系统、（4）二次侧系统、（5）枪头夹紧系统等部件组成。焊枪由（1）电极头、（2）枪柄、（3）冷却液水管、（4）压缩气管等部件组成。其他部分由（1）横轨、（2）链条葫芦、（3）链条（4）C型结构等部件组成。
图2为我实习时工作岗位的焊枪，型号为：C25-2513。
图2焊枪整图
点焊机的工作原理是：
一、工作时工件在两个电极之间通过（1）加压、（2）预热、（3）冷却1、（4）“上坡”电流、（5）焊接、（6）冷却2、（7）退火、（8）冷却3、（9）休止这九个焊接步骤，使两层或者是两层以上的金属薄板在（1）“加压”、（2）“焊接”、（3）“（压力）保持”三个程序段过程中形成一定的接触电阻，从而使焊接电流从一电极经过金属薄板流向另外一电极时在两接触电阻点形成瞬间的焊点，且焊接电流瞬间又会从另一电极沿着工件流至此电极形成回路，而且工件的表面以及焊点里面不会因电流形成的回路所伤害。
二、两电极之间的压力对两电极之间的总电阻R（总）有明显的影响，随着两电极之间压力的增大，R（总）会明显的减小，而焊接的电流增大的幅度却不大，不能影响因总电阻R减少引起的产热减少。因此，焊点的强度总随焊接压力的增大而减少。所以，在工作的时候我们应该使用的适当的焊接压力。
在产品换型时或准备生产前目测导电嘴磨损情况，当导电嘴磨损严重时应立即跟换导电嘴，或根据“导电嘴更换记录”所统计的数据进项正常更换，并填写“导电嘴更换记录”表，把拆下的导电嘴进行回收，以旧换新。
1、打磨焊枪电极头；
2、更换焊枪电极头；
（1）带好劳保用品；（2）打磨焊枪端部；（3）开启焊枪电极头夹紧开关；（4）打磨焊枪端部周围；（5）两个电极的电极头一定要磨得一样大、一样平、一样圆，这样才能尽力量的避免焊点出现虚焊、弱焊、假焊。
(1)、更换标准
1）严重影响焊道位置，偏移1mm以上的应立即更换；
2）导电嘴内径尺寸不能超过焊丝直径的2倍；
3)导电嘴尖端有焊瘤，严重影响焊缝成型的应立即更换；
4)导电嘴堵塞，严重影响送丝效率，导致虚焊假焊的应立即更换；
5)每次编程时、调节焊缝时必须跟换新的导电嘴。
（2）、更换步骤
1）将焊丝伸出30mm左右，剪断焊丝前端10mm左右，再按“送丝”按键将焊丝伸长一点；
2）用手按顺时针方向旋转取下保护套，然后用活动扳手或尖嘴钳将旧导电嘴拧松，拆下来；
3）将新的导电嘴装上并拧紧；
4）将保护套按逆时针方向旋转，并拧紧；
5）将换下来的旧导电嘴进行回收，以便以旧换新。
（3）、注意事项
1)开班时应检查导电嘴是否符合要求，看其磨损程度是否能继续生产；
2 )检查导电嘴端面是否有焊渣，若有焊渣应及时清理并打磨掉；
3)导电嘴因磨损后端部容易粘连，为了避免“粘丝”情况，应定时的清理并打油；
4)导电嘴跟换后应做好更换记录，填写好表格，方便及时采购，保证正常生产。
1、焊点检测类型有
（1）破坏实验
（2）半破坏实验（也称为翘检）。
做破坏实验的过程如下：（1）在开班前先打开焊枪看是否可用；（2）采用与焊接产品相同规格的试片材料在正式焊接参数相同的情况下焊接，按点焊破坏实验方法进行操作，检查试片焊点检查熔核的状况；（3）判定标准：两块试验有明显撕裂痕迹，大部分熔核留在一个零件上判定为合格，否则为不合格。如果焊点不合格，那么就要对焊枪及时的维修、整改。
在岗位上每做20个工件，就要做一次翘检。做半破坏实验的过程如下：（1）在焊好的工件上随机选择本岗位打的3到5个焊点；（2）用锤子敲击扁铲沿焊接的工件边缘楔入（楔入的深度，不得超过焊点的边缘）；（3）查看焊点是否开裂，如果开裂也要对焊枪及时的维修。
无论是人工操作的点焊电极还是机器人法兰盘上的点焊电极都是汽车整个车身上用量都比较大、对汽车整个白车身焊装质量的影响以及损坏工件的概率都是很大的。下面，从电极端头的类型与使用特点、镀锌钢板点焊用电极与点焊工艺要点以及电极的材料的三个方面，简单的描述汽车车身点焊电极的应用技术要点：
1、电极端头的类型与使用特点：
（1）球面型：对于这种电极的特点是压痕较深，但因此能保证点焊的焊接电流、电压、焊点强度、压力等参数的稳定，所以这种电极较厚的钢板或者三层及其以上的薄板的点焊。
（2）平截头锥型：这种电极头在点焊中是最常用的类型，其特点是电极的再修磨很简单，焊点的压痕深度比较适中，也保证了熔核尺寸的大小和焊点强度的大小。它最主要的缺点是电极头的边缘很容易变钝，电极头的端面与工件的接触面是变化的，这就很容易由接触面积的变化引起焊接参数的变化，从而使焊点质量不能够稳定。
（3）弧面截头锥型：弧面截头锥型是针对平截头锥型的缺点改进的电极端头型式。此电极的缺点是通过人工的再修磨出来的电极头端面很难达到标准质量。
在我的定岗实习单位的汽车车身点焊工位上的电极总量达到了4000多接近5000只，所以选择合适的点焊电极电极材料本身质量以及端头的类型是相当的重要。不仅要随时对电极端面进行修磨，还要随时关注电极端面边缘何时到生命线。
2、镀锌钢板点焊用电极与点焊工艺要点
在这几年来，镀锌钢板在汽车车身以及在汽车零部件中有较多的应用，因为点焊镀层碳钢板如采用上升斜率电流的加热方式可以提高30%的电极寿命，还可以提高电流。
3、电极的材料
电极端部不仅要承受压力，还要将上万安培的电流传给工件。电极在工作时不仅要保持良好的导电性能，还要具备一定的高温硬度，所以焊枪的电极一般用铜合金制成，电极铜合金的主要材料是铬和锆。
焊点失效分析的含义焊枪打出来的有缺陷的工艺分析，这个问题也是汽车白车身质量最关键和最容易出现问题。本小节就是讲述汽车车身碳钢板点焊最常见的焊点质量失效类型以及主致陷原因。
在打焊枪过程中我们经常会遇到的质量失效问题如下：（1）虚焊、（2）焊点过烧、（3）“缺口”焊点、（4）焊点压陷、（5）焊点尺寸偏小、（6）熔核撕开焊点。
1、导致虚焊的原因如下：
1）电流分流或者是电流过小，2）电极压力过大，使焊点强度减小，3）电极的端部很久没有修磨。以上三个原因都会导致母材没有熔化，使焊点成为虚焊、弱焊或者假焊。
2、导致焊点过烧的原因如下：
1）电极端面严重污秽，2）通电时间过长，3）电极压力小的同时电流过大。
3、导致“缺口”焊点的原因如下：
1）工件表面不干净有油污，2）在打焊点时焊枪没有端正引起电极端部与放在夹具上的工件不平行，3）焊机功率太小，没有达到标准功率，4）电极端部的形状选择不当。
4、导致焊点压陷的原因如下：
1）上电极的端面尺寸选择不恰当，2）电流太小，通电时间也过长，也是焊接参数选择不恰当。
5、导致焊点尺寸偏小的原因如下：
1）电极压力过大，2)焊接电流小，3）电极端面磨损后没有及时进行修磨，4）电极冷却不足，5）电极端面在工件上有滑动，6）焊接通电时间短，7)工件表面不干净有污垢，8）电极端面与工件表面不平行，导致焊枪打出来的焊点呈现扭曲的状态9）电极加压系统故障引起压力参数很不稳定。以上九个原因都会导致粘焊有母材的熔核直径很小，从而形成焊点尺寸偏小。
6、导致熔核撕开焊点的原因如下：
1）碰上母材杂质的偏析，2）焊件表面有污垢，3）电极压力过小，4）电极压力小的同时电流也小。以上四个原因都会导致熔核内要么存在裂纹，要么有其他熔核结晶缺陷，从而形成熔核撕开焊点。
对于任何使用焊接工艺形成的结构件，不管是手工焊接还是焊接机器人焊接焊装夹始终是焊装设备中极为重要的组成部分。在汽车车身的焊装生产线上，焊装夹具起着被装配件的定位、装夹、减小结构焊接变形的非常重要的作用。可以说，在车门、侧围、车架、底板、顶盖、以及机仓等其他零部件的尺寸精度主要取决于焊装夹具的制造精度。对于夹具上决定被焊装装夹焊件定位的构件，如定位档块的加工、定位销以及安装位置精度的要求则非常高。
在汽车生产焊装线上一般通用的夹具有如下几种：（1）立体框架多点装夹型焊装夹具，（2）多立柱支撑装夹型焊装夹具，（3）旋转“车床”型焊装夹具，（4）翻转支架型焊装夹具，（5）焊接变位机。
焊装夹具的特点如下：
（1）立体框架多点装夹型焊装夹具的结构特点：本身就是一个钢结构立体框架，被围在框架中的是各部分都被装夹、待定位焊的工件。一般来说，这一类夹具主要是用于车身总成合拼焊工段上的定位焊工位。
（2）多立柱支撑装夹型焊装夹具的结构特点：设备上主要是由一般是钢制结构的立柱组成，立柱的顶端安装的主要机构是气动夹头或电磁吸头、定位销、定位档块。被焊装的工件大多数水平安放在多立柱支撑形成的定位面上。
（3）旋转“车床”型焊装夹具的结构特点：该夹具中，主要设计了一个类似车床上课匀速旋转的三爪卡盘。工件装在卡盘上，驱动卡盘以焊接速度匀速旋转。
(4)翻转支架型焊装夹具的结构特点：外观上是一个可围绕水平轴旋转的的框架，被焊件定位、装夹在框架上。然后夹具转到某个角度停下来，由机器人对焊件正反两面的焊缝进行焊接。
（5）焊接变位机的特点：通过工作台的升降、翻转、回转使工件处于最佳装配或焊接位置可与焊接操作机等配套组成自动焊装专机。
图3为实习岗位上的焊装夹具，型号为：60-M12-8402。
图3 焊装夹具
1. 开班前应首先做好点焊机周边的5S，领的物料应该摆放整齐，井然有序。
2. 工作前必须清除油渍和污物，否则将缩短电极使用期限，影响焊接质量。
3. 焊机通电后应检查电气设备、操作机构、冷却系统、气路系统及机体外壳有无漏电。
4. 检查冷却循环水安装是否完好通畅，有无漏水现象；保证循环水压力在0.4MPa左右，流量不小于3L/min，进水温度为5-30℃。
5. 检查气路安装是否正确可靠，油雾器内的存油应不少于油雾器容积的1/4。
6. 接通压缩空气后，用减压阀调节焊接规范所预选的压力（一般为0.4MPa）。
7. 将焊机后端“调整、焊接”转换开关打到“调整”位置，检查焊机各部位动作情况及电极对中情况。
8. 电极触头应保持光洁，必要时可用细锉刀或砂布修光。
9. 上电极的工作行程通过调节气缸体下面的两个螺母来实现，调节完毕，必须拧紧。
10.根据焊件厚度调整控制器上的参数，具体参数根据实际情况看参数表。
11.按“规范选择”键选择A规范或B规范（焊工一般情况下不能擅自修改规范内的参数）。
12.按“工作模式”键，将其调整至“编程”模式，调节各焊接参数。
13.待参数设定好后，将工作模式调节为“基本”模式，焊机进行正常焊接工作。
14.准备好各种需要点焊的零部件，保证零件表面无污物、油渍。
15.准备各种工具、工装及夹具开始生产。
16.焊机停止工作，应先切断电源、气源，最后关闭水源。
17.焊机长期停用，必须在不涂漆的活动部位涂上防锈油脂，以免零件生锈。
18.焊机停止工作后，必须清除杂物和焊渣溅末
（二）、过程控制
1. 点焊参数包括：焊接电流、焊接时间、预压时间、电极压力等，焊接参数必须满足产品的设计要求，工艺要求及力学性能。
2. 用点焊工装将工件夹紧、夹牢使之紧密贴合；避免工件在生产过程中发生松动现象。
3. 批量生产时因用废料进行试点，然后检测试点焊接强度，根据试点情况调节参数值，保证参数设置满足使用要求后才可进行批量生产。
4. 小零件点焊时，为了避免夹到手指，可用通用大口钳夹持，或简易工装夹持进行操作。
5. 复杂零件点焊时，应选择最佳位置，可先在专用夹具上定位后一次点焊成型。
6. 长焊缝按点距大小确认点数，点焊时应从中间向两边扩散点焊成型。
7. 点焊电极与工件表面应保持垂直位置，点焊时，电极不能接触工件非点焊工作面。
8. 过程中若出现飞溅物落在非工作表面时，应用角磨机进行清除。
9. 点焊首件应交检，检查其形位公差及位置精度，做好首件检测记录。
10.每班工作结束后应对设备进行清理，简单的维护，做好周围环境的5S。
11.点焊参数包括：焊接电流、焊接时间、预压时间、电极压力等，焊接参数必须满足产品的设计要求，工艺要求及力学性能。
12.用点焊工装将工件夹紧、夹牢使之紧密贴合；避免工件在生产过程中发生松动现象。
13.批量生产时因用废料进行试点，然后检测试点焊接强度，根据试点情况调节参数值，保证参数设置满足使用要求后才可进行批量生产。
14.小零件点焊时，为了避免夹到手指，可用通用大口钳夹持，或简易工装夹持进行操作。
15.复杂零件点焊时，应选择最佳位置，可先在专用夹具上定位后一次点焊成型。
16.长焊缝按点距大小确认点数，点焊时应从中间向两边扩散点焊成型。
17.点焊电极与工件表面应保持垂直位置，点焊时，电极不能接触工件非点焊工作面。
18.过程中若出现飞溅物落在非工作表面时，应用角磨机进行清除。
19.点焊首件应交检，检查其形位公差及位置精度，做好首件检测记录。
20.每班工作结束后应对设备进行清理，简单的维护，做好周围环境的5S。
点焊接头点距与剪切强度对照表：
工件厚度 | 0.5+0.5 | 1.0+1.0 | 1.5+1.5 | 2.0+2.0 | 2.5+2.5 |
点距尺寸 | 30 | 40 | 60 | 70 | 80 |
剪切强度 | 180 | 450 | 1000 | 1400 | 1600 |
经验公式：d核=2δ+3mm(d核：焊点核心最小直径，δ：焊件厚度）
低碳钢点焊参数：
焊件厚度mm | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 |
焊接电流(千伏安） | 3 | 3.5-5 | 5-6 | 6-8 | 7-9 | 8-10 | 12-14 |
焊接时间（s） | 0.06-0.2 | 0.08-0.3 | 0.1-0.3 | 0.2-0.5 | 0.3-0.7 | 0.4-0.8 | 0.8-1.5 |
电极压力N | 30-40 | 40-50 | 50-60 | 80-90 | 140-160 | 250-280 | 500-550 |
电极端面直径mm | 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 8 | 10 |
凸点焊（焊螺母）点焊参数：
螺母规格 | 板料厚度mm | 气压(MPa) | 焊接时间（周波） | 焊接电流A |
M5
| 0.8-1.0 | 0.3-0.35 | 7-11 | 8000-10000 |
M6
| 0.8-2.5 | 0.3-0.35 | 8-10 | 9000-11000 |
M8
| 0.8-2.0 | 0.3-0.35 | 8-12 | 11000-14000 |
M10 | 0.8-2.0 | 0.3-0.40 | 10-16 | 14000-17000 |
M12
| 2.0 | 0.35-0.45 | 10-16 | 16000-19000 |
M14 | 2.5 | 0.45-0.50 | 17-30 | 20000-23000 |
凸点焊抗扭强度参数：
螺母规格 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 |
抗扭强度 | ≥25 | ≥35 | ≥45 | ≥60 | ≥80 | ≥100 |
1. 不允许有裂纹、烧穿、虚焊、表面烧伤等缺陷，凡飞溅必须清除；
2. 焊点间距应均匀排列，焊点位置应布置合理，点焊顺序最好采用交错点焊；
3. 必须按照图纸要求对首件进行尺寸检测，位置进行检测。
在顶岗实习中，我深深的体会到了工作的艰辛与复杂，但我感觉在这次实习中有很大的收获。定岗实习中，我学到了很多新的东西，体会到了负责、严格、认真工作态度的重要性。通过对车身焊装技术的写作与成文，使自己对车身焊接的发展和意义有了更深刻的认知，特别是在焊枪保养和电极头的选择方面。这两者对焊点的合格率有着非常重要的意义。在用户眼中，所有焊点的组成就是一个不断为他们创造利益的工具，但是在我内心，它就是我们的朋友，它任劳任怨，不求回报的为人们服务。不管是那种产品正确的使用方法和长期的维护保养才是对自己对产品质量最大的保证，因为机械在生产产品过程中都会有磨损，只有正确的操作和保养才能延长它的使用周期。
也让我懂得了毕业论文的编写其重要意义在于：1：使我们将所学的知识灵活的运用于生产实际中，也提高了我们的分析和解决简单问题的能力，巩固深化和扩展所学知识；2：提高了我们的学习能力以及也学会了整理和应用技术资料，同时提高自身的写作水平；3：掌握学习基本知识和技能方法，为以后学习奠定了基础。
〔1〕主编：吴振彪 书名：《工业机器人》 出版社：华中科技大学出版社 出版时间：1997
〔2〕主编：卢本 书名：《检测与控制工程基础》 出版社：机械工业出版社 出版时间：2001
〔3〕主编：殷际英 何广平 书名：《关节型机器人》 出版社：化学工业出版社 出版时间：2003
〔4〕主编：卢本 书名：《焊接自动化基础》 出版社：华中工学院出版社 出版时间：1986。
在这次论文写作过程中，感谢我的指导老师——老师对本次论文的高度重视，在开始的时候对这次论文写作思路的引领，以及如何去写作也点明思路及写作格式，在此非常感谢老师在这次论文书写过程的建议。在写作过程中，对细节内容进行了指导与点拨。本次论文写作培养了自己独立思考、分析解决问题能力，严谨科学作风，使自己终身受益，也感谢其他老师的帮助与指引，使本次论文能够成稿，同时也多次和同学们讨论受到很大启发，解决了在编写过程中的许多问题，可以说，论文的编写是在大家帮助下完成的，对所有在我毕业论文编写过程中的关心和帮助的人们表示由衷的感谢！
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