摘要：采用鍍鋅板可以有效地提高汽車(chē)車(chē)身的防腐性能，延長(cháng)汽車(chē)使用壽命，文章針對鍍鋅板點(diǎn)焊過(guò)程中焊點(diǎn)粘銅、開(kāi)焊、飛濺及電極磨損等問(wèn)題進(jìn)行了工藝分析。 主要通過(guò)進(jìn)行二次脈沖分析試驗、電極帽材質(zhì)的更換、循環(huán)水系統的改進(jìn)以及中頻焊設備的引進(jìn)等方法提升焊接質(zhì)量。 試驗證明，經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)可以減少焊點(diǎn)粘銅和飛濺、有效緩解主纜過(guò)熱現象以及提高電極使用壽命等。 隨著(zhù)鍍鋅板在汽車(chē)業(yè)的廣泛采用，新的點(diǎn)焊工藝也需不斷研究和開(kāi)發(fā)。

汽車(chē)車(chē)身作為所有零部件的載體， 它的性能直接關(guān)系到汽車(chē)的使用壽命和碰撞安全。 據有關(guān)調查，一輛國產(chǎn)汽車(chē) 1 年內就會(huì )出現腐蝕斑點(diǎn)，3～4 年就會(huì )出現腐蝕穿孔現象 [1] ，尤其是在嚴寒、濕熱和鹽霧等惡劣環(huán)境中，腐蝕現象更加明顯。 在國外早已經(jīng)開(kāi)始大量使用鍍鋅板來(lái)提高車(chē)身的耐腐蝕性，延長(cháng)汽車(chē)使用壽命。 鹽霧試驗表明， 鍍鋅板的耐腐蝕時(shí)間是普通冷軋鋼板的2～3 倍 [2] 。 近十幾年，自主品牌也逐步開(kāi)始采用鍍鋅鋼板，并且越來(lái)越廣泛地應用在汽車(chē)制造業(yè)。

1 鍍鋅板焊接存在的問(wèn)題

（1）焊點(diǎn)參數設定不合理，造成開(kāi)焊和飛濺；

（2）外觀(guān)質(zhì)量不良，焊點(diǎn)粘銅，電極磨損加速；

（3）焊接設備不能滿(mǎn)足參數設定。

2 鍍鋅板焊接工藝分析及改進(jìn)舉措

2.1 車(chē)身鍍鋅板種類(lèi)分析

汽車(chē)車(chē)身用鍍鋅鋼板主要使用熱鍍純鋅鋼板（GI）、電鍍純鋅鋼板（EG）、熱鍍鋅鐵合金鋼板（GA）和電鍍鋅鎳合金鋼板，在我國普遍采用的是 GI。表 1 示出4 種材質(zhì)鋼板的優(yōu)缺點(diǎn)對比。

2.2 鍍鋅板焊接參數設定

2.2.1 焊接鍍鋅板電流提升分析

由于鍍鋅鋼板在點(diǎn)焊時(shí)需要破壞掉表面的鋅層，同時(shí)熔化的鋅層增加了板與板的接觸面積， 因此在設
定焊接參數時(shí)， 相對于普通的冷軋鋼板需要提高焊接電流。

首先將 127 組不同板厚的冷軋鋼板組合后， 進(jìn)行試片撕裂試驗，確定每組的焊接參數，經(jīng)過(guò)試驗得到焊接參數范圍為 6?500～11?000?A。 然后再把每組中的冷軋鋼板用相同厚度的 GI 板替換掉， 進(jìn)行試片撕裂試驗，確定每組的焊接參數，經(jīng)過(guò)試驗得到的焊接參數范圍為 8?800～12?500?A。

經(jīng)分析得出： 焊接同等厚度的鍍鋅板與冷軋鋼板，鍍鋅板要比冷軋鋼板電流高，電流提高范圍約為10％～30％。

2.2.2 焊接參數二次脈沖

由于鍍鋅板增加了鋅層，焊接時(shí)過(guò)高地提升電流，加大了電極帽磨損速度，增加了飛濺程度，因此傳統的單脈沖方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足鍍鋅板焊接， 現在普遍采用多脈沖的焊接方式。 多脈沖原理為第 1 次焊接時(shí)預先打破鋅層，第 2 次為鋼板的焊接，這種焊接方式可以減小焊點(diǎn)粘銅及飛濺產(chǎn)生的幾率。

為了確定打破鋅層所需參數， 文章進(jìn)行了以下試驗：采用相同厚度和材質(zhì)的鍍鋅試片，將通電時(shí)間設定為 0.1?s（5 周波）， 初始電流設定為 3?500?A 并不斷增加，每次電流增加 500?A，經(jīng)過(guò)多次試驗，發(fā)現電流在4?000～4?500?A 時(shí)鋅層可以被打破，根據此數據可以設定多脈沖焊接參數。

2.3 焊點(diǎn)質(zhì)量的改善

由于鍍鋅板焊接時(shí)需要提升焊接電流及采用二次脈沖的方式，產(chǎn)生了主纜冷卻不良、電極臂過(guò)熱及電極帽粘銅等現象。

2.3.1 焊鉗電極帽材質(zhì)的選用

目前汽車(chē)廠(chǎng)常用電極帽材質(zhì)為鋯鉻銅（在銅里面加入 0.25％的鋯和 0.1％的鉻形成的合金）。 鍍鋅板焊接時(shí)， 由于焊接參數較大， 電極與鍍鋅板間產(chǎn)生的熱量高，且鉻鋯銅電極帽耐軟化溫度較低，造成鉻鋯銅電極出現焊接端面軟化。 鍍鋅板中熔化溫度較低的鋅和鉻鋯銅電極發(fā)生反應形成鋅銅合金，出現焊點(diǎn)粘銅現象，降低了焊點(diǎn)質(zhì)量，加速了電極帽的磨損。 由于反應產(chǎn)生的鋅銅合金導熱性及導電性較差，附著(zhù)在電極帽上時(shí)，導致了電極帽導熱性能降低，如果不及時(shí)修磨，存在焊點(diǎn)開(kāi)焊的隱患。

為解決此問(wèn)題， 目前汽車(chē)廠(chǎng)逐步開(kāi)始采用彌散鋁強化銅材質(zhì)的電極帽， 這種電極帽是在銅里面加入0.5%或 1.1%的 Al 2 O 3 形成的合金。彌散鋁強化銅因為顆粒結構緊密防止了鋅的穿透，所以與鋅層的反應較少，同時(shí) Al 2 O 3 抗分解性質(zhì)抵制了液體金屬的侵蝕。在某款汽車(chē)的實(shí)際應用過(guò)程中， 發(fā)現采用這種材質(zhì)的電極帽在一定程度上減輕了點(diǎn)焊時(shí)焊點(diǎn)粘銅現象， 但不能從根本上杜絕粘銅。

2.3.2 制定電極帽修磨規范

由于粘銅現象導致了電極帽的磨損加速， 因此需要各個(gè)工位根據焊鉗的焊接參數， 分別制定電極帽的
修磨規范。 這樣有助于減輕粘銅現象、電極帽的磨損及飛濺程度。

2.3.3 冷卻不良的改善

懸掛點(diǎn)焊機循環(huán)水常用流量為 18?L/min，可以滿(mǎn)足普通冷軋鋼板點(diǎn)焊時(shí)焊接設備的冷卻。 由于鍍鋅板焊接時(shí)焊接電流及通電時(shí)間提升， 此流量不能滿(mǎn)足冷卻需求，出現了主纜過(guò)熱現象，不能進(jìn)行連續生產(chǎn)。 為了改善對焊鉗的冷卻效果，需要對循環(huán)水系統進(jìn)行改造。

改善前：電極臂、輔電纜和主電纜為串聯(lián)，即從進(jìn)水管出來(lái)的水依次對電極臂、 輔電纜和主電纜進(jìn)行冷卻，這種冷卻方式稱(chēng)為弱水冷，如圖 1a 所示。 從電極臂進(jìn)入的冷卻水在冷卻過(guò)程中溫度會(huì )逐步提升， 到主電纜時(shí)水溫已經(jīng)達到一定溫度， 因此對主電纜的冷卻效果較差，出現主電纜過(guò)熱現象。

改善后：電極臂與輔電纜串聯(lián)，再與主電纜并聯(lián)。這樣從進(jìn)水管出來(lái)的水分為 2 路， 一路冷卻電極臂和輔電纜，一路冷卻主電纜，這種冷卻方式稱(chēng)為強水冷，如圖 1b 所示。 冷卻主電纜與冷卻電極臂的水溫都是初始溫度，有效地緩解了主纜過(guò)熱現象。

2.4 焊接設備的選擇

由于工頻焊機具有價(jià)格便宜、 耐用和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，且以前汽車(chē)車(chē)身板材主要以普通冷軋鋼板為主，對焊機性能要求不高，因此工頻焊機被廣泛應用。 目前在汽車(chē)廠(chǎng)逐步引入鍍鋅板后，焊接參數需要進(jìn)行提升，工頻焊機容量不能滿(mǎn)足較大工藝參數的設置， 出現了超負荷運行現象，工頻焊機逐漸顯現出了存在的不足，主要體現在 3 個(gè)方面。

（1）焊機單相供電，電網(wǎng)不平衡，對電網(wǎng)沖擊大；

（2）焊接電流波動(dòng)與飛濺較大；

（3）對電力配置要求較高，且電能轉化率低，耗能高。

在這種情況下， 汽車(chē)廠(chǎng)開(kāi)始引入新的焊接設備——— 中頻焊機。 工頻焊機與中頻焊機原理對比圖，如圖 2 所示。中頻焊接的工作原理為：先將電網(wǎng)三相 50?Hz電整流為高電壓直流，再通過(guò)功率逆變器將直流轉換為1?000?Hz 高電壓方波，然后經(jīng)中頻變壓器將低電壓送至電極。 逆變頻率越高，焊接變壓器尺寸及質(zhì)量越小。

經(jīng)分析，中頻焊機相對于工頻焊機具有以下優(yōu)勢：

（1）功率因數（接近于 1）和電能轉化率高，減少了電源消耗，因此焊接同樣厚度的板材，中頻焊機設定的電流要比工頻焊機設定的電流減少 15%～20%；

（2）三相同時(shí)供電，對電網(wǎng)沖擊小，對電力配置要求低；

（3）焊接頻率高（1?000?Hz 或更高），變壓器體積只有工頻變壓器的 1/3，輕便快捷；

（4）與工頻系統相比能更多與更準確地控制焊接參數；

（5）焊接直流輸出，焊機平穩，飛濺??；

（6）焊接通電時(shí)間縮短，減少了焊接電流及焊接壓力，提高了電極使用壽命。

3 結論

隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展， 鍍鋅板從內覆蓋件到外覆蓋件的制造成為汽車(chē)業(yè)發(fā)展的方向， 會(huì )越來(lái)越多地被
汽車(chē)業(yè)所采用，因此需要投入更多的精力去試驗、分析和探討鍍鋅板點(diǎn)焊工藝，提高焊接質(zhì)量，延長(cháng)車(chē)身壽命。

文章闡述了設計語(yǔ)音識別系統時(shí)的幾項關(guān)鍵技術(shù)，從工程設計的角度出發(fā)，根據實(shí)際項目經(jīng)驗，提出了在設計語(yǔ)音識別系統時(shí)需要關(guān)注的幾個(gè)方面， 具有一定的實(shí)際意義， 希望對后期的語(yǔ)音識別系統的完善
起到指導作用。