基于中频逆变及其CHC功能的校车白车身焊接研究.pdf

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1、AT&M钡界基于中频逆变及其CHC功能的校车白车身焊接研究摘要：介绍并分析了汽车白车身焊接中频逆变技术及恒热量(CHC)功能，以某校车白车身焊接为例，对比多层板点焊的工频和中频的焊接结果，采用样本测试方法验证了CHC功能。试验验证了中频焊接能够提高白车身焊接质量，提高能源利用效率，利于提高校车整车结构安全性能。关键词：中频逆变CHC校车白车身电阻焊中图分类号：U466文献标识码：B■郑州宇通客车股份有限公司陶银鹏trol一恒定热量控制)功能在白车身焊接领域的应1前言用及其良好的焊接性能。随着校车市场规模的不断扩大，车身结构的2

2、中频焊接技术与应用验证安全性及新材料的运用对白车身的焊接工艺提出新的挑战。对于镀层钢板、涂胶钢板、多层板及不2．1中频逆变控制原理及方式同材质板等的点焊焊接，传统的工频焊接工艺已中频点焊焊接控制器的主要作用是把工频三经难以满足焊接质量的要求川。相电源转换为稳定的中频单相电源：通过焊接控“小钢侠”校车车身设计采用多种新型板材，制器整流把三相电压从380V提高到500V；根据大量使用了高强度钢板，提高了整车结构的安全焊钳变压器要求，使用功率模块IGBT把电源频率性，于是对焊接质量和焊接技术提出更高的要从5OHz提高到700Hz一1

3、800Hz，然后把高频电求。如果采用工频焊接就需要强化焊接参数，不送至焊接变压器，由焊接变压器转换和整流，变为但造成电能浪费，产生大量飞溅，而且还会发生所需的直流电流供点焊焊接使用。此技术称为虚焊等质量问题。在“小钢侠”校车白车身的焊中频逆变技术，中频逆变技术原理见图1。接过程中采用中频焊接技术，与传统工频焊接工中频逆变控制方式：艺相比最大的优点在于直流极性好、节省能源、a．初级恒定电流控制。焊接控制器输送给变焊接质量高、恒定热量控制功能等。本文以中频压器的逆变电流。该控制方式主要为中频焊接控焊接在“小钢侠”校车白车身焊接中的

4、应用为例制器输出至变压器的电流控制，要确保焊接控制研究了中频焊接技术及其CHC(ConstantHeatCon．器输送给焊钳变压器电流的稳定性。2014年第8期汽车T艺与材料AT&MJ9IAT&M魏界采用的恒热量控制技术可以对焊接的电流、薄时发热的距离变时间、热量及压力等进行全闭环控制。电极的热3CHC原理和测试验证3．1CHC原理中频焊接采用在焊接过程中保持一定电流值的恒电流控制方式。恒热量控制是通过计算焊接过程所需热量来进行控制的。电阻图2CHC功能原理示意图焊接中产生的热量计算公式：3．2CHC特点Rt(1)恒热量控制的

5、特点为单位体积的额定热量确式中，9为焊接所需热量；为焊接电流；R为接触定后，体积增加，热量也相应增加。电阻；f为焊接时通电时间。a．在电极帽磨耗后，控制系统自动调节焊接电利用公式(1)可计算出最适合的参数来进行流值以弥补热量的变化(图3)。其控制原理为系控制。但焊钳电极的磨耗导致焊接接触面积增统测量通电过程中工件的电阻获得相关数据。加，计算时须增加与之对应的部分热量。的计算：恒定热量控制方法是在决定了单位体积的额=px(L／S)定热量后，如果焊接接触面积增加，就可以正确计式中，R为电阻；p为随温度变化的电阻率；L为总算出增加部

6、分所需要的热量并进行控制。全热量板厚；S为通电面积。计算公式：．，=×=×SxL(2)式中：-，为全热量；为单位体积额定热量；S为通电面积；L为总板厚。恒定热量控制中“单位体积额定热量”称为“目标热量”，利用公式(3)可以在通电前计算其图3电极磨耗自适应的步增功能值，然后调节通电电流大小以使实际投入热量．厂与目标热量相等。目标热量计算公式：温度在800℃一1500"12范围P约为120／z,O·em，=9．0+2．6x(／5)×(t／L)(3)总板厚为预先设定，通过测量得到电阻月值即可为焊接等级f为通电时间为总板厚(计计算出通

7、电面积5，则，J=J~xSxL。算目标热量的参数，须预先设定)。b．具有分流补偿功能。a．焊接等级表示目标热量值根据焊接状况打点位置附近已有焊点时，电流会在两个焊相应地进行调节。点上分别流过，即分流，在这种情况下，会由于电b．通电时间越长流向电极帽的热量越多，目标流不足导致焊接不良情况发生。若恒电流控制将热量也包含这部分流出的热量，所以延长通电时所有焊点设定高电流，会产生大量飞溅。间的同时要增大目标热量值。．这种情况下，系统会测量到比通常情况下更c．总板厚越大发热部位与电极间的距离越远，小的电阻，判定通电面积增加，根据全热量公

8、式可流向电极的热量越少，此时目标热量也需要减进行自动补偿，调整电流值，使所有焊点都能流过少。相反，如果总板厚值较小，流向电极帽的热量最适合的电流(图4)。增加，此时目标热量也需要增加(图2)。2014年第8期汽车32艺与材料AT&Mil11l于没有明显的峰值电流，熔核尺寸稳定