点焊电极磨损管理

点焊电极磨损管理

图1 不同焊接点数下的电极与焊点表面状态

在点焊技术中电极磨损管理直接影响到焊接质量的稳定，ABB点焊机器人的点焊控制器，可以通过严格规范来补偿点焊电极在焊接过程中由于焊接磨损而损耗的电流，使焊接质量保持稳定。

在现代汽车制造业发展快速的今天，机器人焊接技术的运用已经取代了手工焊接，机器人焊接的高效和稳定是手工焊接无法比拟的。然而在点焊技术中电极磨损管理直接影响到焊接质量的稳定。

点焊电极在工作时要承受相当大的焊接电流和电极力。由于电极工作表面直接接触焊点，承受焊接所产生的高温，电极压力在常温下对铜合金电极的影响还不太大，但在597℃以上时，就会达到或超过某些电极铜合金在该温度下的屈服强度，引起电极工作面的迅速变形和压馈，使电极头部严重变形而无法工作。

电极磨损导致电极端面面积增加，改变了电极与工件接触表面的导电、导热属性，降低了电极与工件接触面的电流密度与电极压力，影响熔核的形成。在点焊镀锌高强钢板等材料时，电极磨损已经成为影响焊点质量的主要因素，电极端面直径随焊接点数的不断增加而增大。

不同焊接点数下的电极及其焊点表面状态如图1。焊点直径与表面状态实际上是电极端面直径与表面状态的反映，刚开始焊接时，焊点圆形度较好，表面状态平整，随着电极磨损的加剧，焊点圆形度变差，表面也越发凹凸不平。在点焊镀锌板时，高温使电极表层产生了低熔点合金，当电极离开工件时，低熔点合金在飞溅作用下离开了电极端面，并在端面上产生一个小的弧坑，形成点蚀，即图1中电极压印的空白区域。

点蚀提高了其周围的电流密度和电极压力，导致了点蚀周围产生更严重的塑性变形和脱落，加速电极磨损。目前一般采用递增电流的工艺方法以补偿电极磨损造成的电流密度降低。ABB机器人所配置的点焊控制器，可以严格规范地补偿点焊电极在焊接过程中由于焊接磨损而损耗的电流，使得焊接质量一如既往的稳定。

当机器人与点焊控制器设置好相对应的通讯后，点焊控制器可以严格控制何时发出机器人电极修磨指令及机器人更换电极指令（如图2）。

图2 操作界面

只有这样才能严格控制一对电极的使用次数和使用寿命。在每一次焊接时点焊控制器都会记录下焊接的次数及当前焊接的电流。当一对新的电极或者修磨过的电极在一定的焊接次数后，点焊控制器都会发出电流递增的信息，从而补偿电极在工作一定次数后未经修磨所损失的电流，起到稳定焊接质量的作用。

但如何准确地选择电流递增的曲线图在电极管理中是十分重要的，要想达到合适的电流递增必须通过两根曲线图，在图3中step-Cv曲线控制了在电流递增过程中最多补偿的量，可以有10根曲线图可以选择，根据电极的磨损程度选择不同的曲线，但最大值也不易设置得过大，否则焊接变压器由于功率不同无法达到输出的电流。而另一根Dress-Cv曲线则控制了电极修磨后每次递增的基数，由于经过多次修磨，电流递增的量也需要适当的增大，所以Dress-Cv曲线是每次递增的基础。当选择了两条正确的曲线可以最大程度地保证焊接电流的输出，从而保证了焊点质量的稳定。

图3 曲线图

电极修磨管理是机器人点焊不可分割的一部分，可以最大程度地体现出机器人焊接的优势，并且正确的使用还可以提高电极使用寿命，从而降低生产成本。所以电极修磨管理在点焊技术中是十分有用的功能，正确使用好这一环节是机器人焊接的一大利器。