一种等离子与MIG复合点焊方法及其装置制造方法及图纸

一种等离子与MIG复合点焊方法，主要包括以下步骤：1)测距，将需要焊接的冲压工件的上板与下板对接，通过测距工具检测出冲压工件上下板之间的间隙；2)压紧，所述冲压工件的上板与下板之间的间隙大于系统设定值，进行压紧动作，将冲压工件的上板与下板之间的间隙压紧至系统设定值；所述冲压工件的上板与下板之间的间隙小于等于系统设定值，直接进入焊接步骤；3)复合焊接，等离子工作电弧启动，短时间内在冲压工件的上板建立一个熔融穿透的小孔，随后MIG起弧，电弧产生的熔化金属迅速通过冲压工件的上板小孔进入两板之间的间隙达到冲压工件的下板并熔化进焊接填充。本发明专利技术还提供了应用上述技术的一体化复合点焊装置。

A Method and Device for Composite Spot Welding of Plasma and MIG

A plasma-MIG composite spot welding method mainly includes the following steps: 1) ranging, butting the upper and lower plates of the stamping workpiece to be welded, detecting the gap between the upper and lower plates of the stamping workpiece through the ranging tool; 2) compacting, the gap between the upper and lower plates of the stamping workpiece is larger than the set value of the system, and pressing. The clearance between the upper plate and the lower plate of the stamping workpiece is pressed to the set value of the system by tight action; the clearance between the upper plate and the lower plate of the stamping workpiece is less than or equal to the set value of the system, and directly enters the welding step; 3) composite welding, plasma working arc initiation, and a melting penetration is established within a short time on the upper plate of the stamping workpiece. The penetrating holes are then arced by MIG, and the melted metal produced by the arc quickly passes through the holes in the upper plate of the stamping workpiece into the gap between the two plates to reach the lower plate of the stamping workpiece and melt into the welding filling. The invention also provides an integrated composite spot welding device applying the above technology.

【技术实现步骤摘要】
一种等离子与MIG复合点焊方法及其装置
本专利技术属于焊接
，涉及一种等离子与MIG(熔化极电弧)复合焊的点焊装置及焊接方法，尤其涉及薄板冲压件焊接加工领域的复合焊点焊装置及焊接方法。
技术介绍
点焊主要用于厚度4mm以下的薄板构件冲压件焊接，特别适合汽车车身和车厢、飞机机身的焊接。例如，汽车白车身是一个复杂的结构件，它由数块薄板冲压件经焊接、铆接、粘接等方法结合而成的。其中点焊是汽车制造中的主要连接工艺方法，在汽车制造业中发挥着不可替代的重要作用，汽车车身点焊的连接质量决定了汽车的整体结构刚度和完整性。传统点焊工艺主要是电阻点焊，电阻点焊是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属形成焊点的一种焊接方法，传统的电阻点焊是将置于两电极之间的工件加压，并在焊接处通以电流，利用电流通过工件本身产生的热量来加热来形成局部熔化，断电冷却时，在压力作用下而形成牢固的结构。虽然传统电阻点焊在白车身焊接有着非常重要的地位，但是车身有一些位置，电阻点焊钳不能到达，这个时候就没有办法使用电阻点焊。还有一些零件由于前期冲压模具的原因，冲压后零件之间的间隙过大，单纯的电阻点焊无法压紧，也就没有办法无法施焊。目前很多微型车不能用电阻点焊的地方，大多采用人工手持MIG(熔化极电弧焊接通常称为熔化极气体保护焊，简称“MIG”焊接。)焊枪进行电弧“点焊”。人工电弧“点焊”时，可以给冲压件之间无法压紧的间隙里填充少量金属使上下板连接。人工“点焊”的工件需要提前在上面的金属板(上板)上打通孔，经过人工对有孔的上板和无孔的下板进行施压，两板贴紧后再进行电弧焊接，因此，所谓的人工“点焊”实际上是在上板的圆孔范围内沿圆孔周长进行的搭接电弧焊。工人在进行电弧“点焊”时，焊接间隙和焊接时间完全是靠工人控制，点焊点的大小、熔深等都不一致，极容易出现缺陷；提前在冲压件上打孔，不仅增加的生产工序，而且增加企业的生产成本；此外，人工电弧“点焊”也很难满足汽车生产的自动化节拍要求，经常出现漏焊、焊坏等缺陷，造成工件返修，从而大大增加了时间和成本大大增加。普通MIG焊接采用金属焊丝作为电极，既熔化极。多数情况焊丝是以一定的方式送进，在焊丝与母材之间形成电弧进行焊接；有时由于保护气成分的不同又可分为惰性气体保护焊、C02气体保护焊、混合气体保护焊。MIG焊接虽然应用广泛，但是MIG焊接时的熔滴过渡不稳定，飞溅量较大，焊接时操作环境有很大的烟尘。焊接的稳定过渡的滴状过渡、喷射过渡、亚射流过渡和短路过渡等工艺区间较窄。等离子弧焊PAW是利用高温等离子弧作为热源的焊接方法。气体在电场的作用下被电离，电离气体在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和温度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩气。根据各种工件的材料性质，也有使用氦或氩氦、氩氢等混合气体的。等离子弧焊是在钨极氩弧焊的基础上发展起来的一种焊接方法。等离子弧焊用的热源则是将自由钨弧压缩强化之后而获得电离度更高的电弧等离子体，经压缩的电弧其能量密度更为集中，温度更高，但是相比MIG焊接，其焊接效率较低。为了提高冲压模具设计质量和加工质量是所有汽车制造工艺的追求目标，但是，因为前期模具质量问题导致冲压后一些零件之间间隙过大、间隙值不一致的现象仍然存在，尤其在微型汽车制造过程中比较普遍。为了既提高焊接质量、减少焊接飞溅，同时又具有高的焊接效率，已经有了一些新的复合焊接技术得到了应用。例如，使用激光与MIG复合的焊接方法(专利公开号：CN1806995A,一种大光斑激光与电弧复合热源连接异种金属的方法)，又例如，使用等离子与MIG复合的焊接方法(专利公开号：201720112649.1,一种双热源复合焊炬及焊接方法)等。但上述方法不能在冲压零件之间具有一定间隙的情况下，完成高效和有效的搭接焊和对焊。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种等离子与MIG复合焊接技术，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。该技术是一种既具有较高能量密度、又具有更好的搭桥能力(在一定间隙先完成有效焊接)的焊接工艺，即将高能量密度的等离子弧与熔化极电弧复合的焊接方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种等离子与熔化极电弧(MIG)复合焊的点焊装置及焊接方法，所述方法包括以下步骤：1)测距，将需要焊接的冲压工件的上板与下板对接，通过测距工具检测出冲压工件上下板之间的间隙；2)压紧，所述冲压工件的上板与下板之间的间隙大于系统设定值，进行压紧动作，将冲压工件的上板与下板之间的间隙压紧至系统设定值；所述冲压工件的上板与下板之间的间隙小于等于系统设定值，直接进入焊接步骤；3)复合焊接，等离子工作电弧启动，短时间内在冲压工件的上板建立一个熔融穿透的小孔，随后，MIG起弧，电弧产生的熔化金属迅速通过冲压工件的上板小孔进入两板之间的间隙达到冲压工件的下板并熔化进焊接填充。通过复合焊接技术，可实现由MIG焊料通过由等离子电弧制造的小孔的方式将上下两板连接在一起。这种焊接方法与常规MIG相比，具有焊接熔深大、焊缝质量高、焊接热输入低、焊接飞溅小、焊接效率高等特点，焊接效率可以提高一倍以上。进一步的，所述复合焊接过程焊接时间小于2s。进一步的，在压紧过程中，所述测距步骤保持实时测量状态，系统进行实时计算。测距步骤保持实时测量状态有助于提高测量值的准确性。本专利技术还提供了一种一体化复合点焊装置，所述装置包括复合焊炬1、气动压紧装置3和激光间隙检测机构4，所述气动压紧装置3分别于复合焊炬1、激光间隙检测机构4固定连接，所述复合焊炬1设置于气动压紧装置3的机头壳体里，所述激光间隙检测机构4设置于气动压紧装置3的上部和一侧。所述激光间隙检测机构4用于检测冲压工件的上板和下板的位置并将数据回传至系统，系统将位置数据分析后形成间隙数据，然后发出压紧命令控制气动压紧装置3消除或减少冲压工件的上板和下板之间的间隙；所述气动压紧装置3用于消除或减少冲压工件的上板和下板之间的间隙；所述复合焊炬1用于在熔融穿透冲压工件的上板，形成小孔，并将熔化金属迅速通过小孔进入冲压工件的上板与冲压工件的下板之间的间隙并焊接填充。一体化复合点焊装置能够实现自动检测冲压工件之间的间隙，然后消除间隙进行复合点焊工艺；一体化复合点焊装置的结构紧凑、体积小，很多狭窄的地方都能进行点焊工作，能够在电阻点焊钳不能工作的地方进行点焊，以及车身结构有三层板但只需焊接两层板处进行焊接。一体化复合点焊装置能从单边施压，自动检测上板与下板之间的间隙，当间隙满足要求后进行自动焊接。与电阻点焊比较，电阻焊的两个电极要分别处于被焊工件两层钢板的内外侧并可夹紧工件消除间隙，如果两层钢板之间的间隙依然存在，则无法进行点焊焊接；如果电阻点焊枪的任一端电极无法达到施焊部位的外侧或内侧，则表明无法进行焊接。其他焊接技术的间隙要求：电阻点焊间隙必须为零，否则无法导电，激光点焊最大间隙为0.1毫米，气体保护焊由工人现场消除间隙后施焊，因此，目前复合点焊能够施焊的间隙值可为被焊板厚度是激光和电阻点焊无法做到的。焊接效率大大高于人工焊接。进一步的，所述激光间隙检测机构4包括激光测距传感器120和激光测距传感器221，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子与MIG复合点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：1)测距，将需要焊接的冲压工件的上板与下板对接，通过测距工具检测出冲压工件上下板之间的间隙；2)压紧，所述冲压工件的上板与下板之间的间隙大于系统设定值，进行压紧动作，将冲压工件的上板与下板之间的间隙压紧至系统设定值；所述冲压工件的上板与下板之间的间隙小于等于系统设定值，直接进入焊接步骤；3)复合焊接，等离子工作电弧启动，短时间内在冲压工件的上板建立一个熔融穿透的小孔，随后，MIG起弧，电弧产生的熔化金属迅速通过冲压工件的上板小孔进入两板之间的间隙达到冲压工件的下板并熔化进焊接填充。

【技术特征摘要】
1.一种等离子与MIG复合点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：1)测距，将需要焊接的冲压工件的上板与下板对接，通过测距工具检测出冲压工件上下板之间的间隙；2)压紧，所述冲压工件的上板与下板之间的间隙大于系统设定值，进行压紧动作，将冲压工件的上板与下板之间的间隙压紧至系统设定值；所述冲压工件的上板与下板之间的间隙小于等于系统设定值，直接进入焊接步骤；3)复合焊接，等离子工作电弧启动，短时间内在冲压工件的上板建立一个熔融穿透的小孔，随后，MIG起弧，电弧产生的熔化金属迅速通过冲压工件的上板小孔进入两板之间的间隙达到冲压工件的下板并熔化进焊接填充。2.根据权利要求1所述一种等离子与MIG复合点焊方法，其特征在于，所述复合焊接过程焊接时间小于2s。3.根据权利要求1所述一种一种等离子与MIG复合点焊方法，其特征在于，在压紧过程中，所述测距步骤保持实时测量状态，系统进行实时计算。4.一种应用权利要求1所述方法的一体化复合点焊装置，其特征在于，所述装置包括复合焊炬(1)、气动压紧装置(3)和激光间隙检测机构(4)，所述气动压紧装置(3)分别于复合焊炬(1)、激光间隙检测机构(4)固定连接，所述复合焊炬(1)设置于气动压紧装置(3)的机头壳体里，所述激光间隙检测机构(4)设置于气动压紧装置(3)的上部和一侧；所述激光间隙检测机构4用于检测冲压工件的上板和下板的位置并将数据回传至系统，系统将位置数据分析后形成间隙数据，然后发出压紧命令控制气动压紧装置3消除或减少冲压工件的上板和下板之间的间隙；所述气动压紧装置(3)用于消除或减少冲压工件的上板和下板之间的间隙；所述复合焊炬(1)用于在熔融穿透冲压工件的上板，形成小孔，并将熔化金属迅速通过小孔进入冲压工件的上板与冲压工件的下板之间的间隙并焊接填充。5.根据权利要求4所述的一体化复合点焊装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长春，李青春，陈卓勤，
申请(专利权)人：成都天启万峰机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51