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焊接螺母凸焊专用下电极的改进
鲍俊夫 陈默
沈阳金杯车辆制造有限公司
摘 要：根据焊接螺母凸焊工艺特点，对焊接螺母凸焊电极进行改进，提高焊接螺母的焊接质量。
关键词：焊接螺母凸焊、凸焊电极座、凸焊定位销
凸焊是接触焊焊接主要方法之一。在汽车、航空等生产中得到了广泛的应用，而作为凸焊应用的一个方面，使用焊接螺母在我国尤其是在汽车行业已得到广泛应用。现我公司生产的SY1041型汽车上有许多不用规格的焊接螺母与薄板焊成的部件，这些部件是先在焊接螺母上预先冲制凸点，然后同板件焊在一起。这种凸焊工艺不仅要求螺母凸点成型美观、焊点有足够的抗扭强度，而且要求螺母凸焊后不得偏移，保证螺母螺纹孔与板件光孔同轴度的要求，且不得损伤螺母螺纹，而焊接螺母的凸焊专用下电极是保证这一工艺质量要求的关键。
一、 现状：
现我公司生产的SY1041型汽车其上焊接螺母凸焊专用下电极结构如图（一）所示。

1、 凸焊电极座 2、压簧 3、绝缘垫片 4、 绝缘衬套 5、凸焊电极帽 6、凸焊定位销
图（一）
实践表明，此焊接螺母凸焊专用下电极存在以下几方面的缺点：
1、 由于凸焊定位销与凸焊电极帽间无绝缘，螺母凸焊时有时凸焊定位销倾斜，与凸焊电极帽接触产生分流现象，影响螺母的焊接质量；
2、 由于凸焊过程中产生的飞溅、熔粘现象，造成凸焊时螺母螺纹损伤和凸焊定位销极易损坏、使用寿命低，操作者不得不对其经常进行修整，浪费大量的人力、物力和财力；
3、 由于凸焊定位销的定位部分为圆柱形，造成螺母凸焊时自调整作用差，操作者稍有不慎，螺母凸焊后就会偏移。
下表是对五个凸焊定位销的使用寿命和修整次数的测试结果：
序号
平均每天修整次数
使用寿命（天）
备注
1
3
2
每个定位销平均使用寿命为2天。平均每天修整次数为3.8次
2
4
2.5
3
5
1
4
3
1.5
5
4
3
下表是对200个焊接螺母凸焊后，螺母螺纹损伤和螺母焊偏数的测试结果：
序号
存在问题
数量
占总数的百分数
1
螺母螺纹损伤
12
6%
2
螺母焊偏
16
8%
合计

28
14%
二、 改进措施
针对以上螺母凸焊专用下电极存在的缺点，经过认真的分析研究，应对其进行以下几方面的改进：
1、 在凸焊定位销与凸焊电极帽间增设绝缘套，即避免分流现象的产生，又起导向的作用；
2、 对凸焊电极座进行改进。在其上开进气孔，与焊机上的压缩空气联接。凸焊时压缩空气把飞溅吹开，从而避免了定位销与工件接触部位的飞溅和熔粘现象的产生，使螺母螺纹损伤、定位销损坏现象得到解决；
3、 把凸焊定位销的定位部分改为锥形，根据不同规格的焊接螺母选择不同的锥度。这种结果使螺母凸焊时自调整作用好，定位准确可靠，螺母焊后不偏移。

改进后的焊接螺母凸焊专用下电极结构见图（二）

1、凸焊电极座 2、绝缘垫片 3、压簧 4、绝缘衬套 5、凸焊电极帽 6、绝缘套 7、凸焊定位销
图（二）

三、 改进后效果
1、 改进后试验结果：
下表是对改进后五个凸焊定位销的使用寿命和修整次数的试验结果：
序号
平均每天修整次数
使用寿命（天）
备注
1
0.5
12
每个凸焊定位销平均使用寿命为10.6天。平均每天修整次数为1次
2
1.5
8
3
0.5
14
4
1
10
5
1.5
9
下表是改进后对200个焊接螺母凸焊后，螺母螺纹损伤和螺母焊偏的测试结果：
序号
存在问题
数量
占总数的百分比
1
螺母螺纹损伤
0
0%
2
螺母焊偏
1
0.5%
合计

1
0.5%
2、 改进前、后效果对比,见下表：
序号
改进前
改进后
效果对比
1
凸焊定位销易损坏，使用寿命低，一个定位销平均使用寿命为2天
凸焊定位销不易损坏，使用寿命高，一个定位销平均使用寿命为10.6天
凸焊定位销使用寿命比原来提高8.6天
2
凸焊定位销平均每天需修整3.8次，生产效率低
凸焊定位销平均每天只需修整1次
凸焊定位销平均每天修整次数比原来减少2.8次
3
有6%的焊接螺母螺纹损伤
焊接螺母螺纹损伤为零
螺母螺纹损伤现象得到解决
4
有8%的焊接螺母焊偏
有0.5%的焊接螺母焊偏
螺母焊偏数比原来减少7.5%
四、 经济效益
预计此焊接螺母凸焊专用下电极应用后，每年创造的经济价值显著。
现我公司生产的SY1041型车每台车上有150多中凸焊件，焊接螺母260多个。按现有凸焊设备10台计算，改进前一个月需凸焊定位销135个，改进后一个月需凸焊定位销25个。一个定位销平均价格为4元，每年可创造价值为：
（135-25）×12×4=5280（元）
改进后螺母螺纹损伤和螺母焊偏现象减少7.5%，修整螺母螺纹损伤、螺母焊偏每台车平均需要修整工时0.05小时。每台车按260个焊接螺母计算，工时值按8元，年产量按5万台计算，每年创造价值为：
260×7.5%×0.05×8×50000=390000（元）
总计每年可创造经济价值为：
5280+390000=395280（元）
（还未包括每天减少2.8次对凸焊定位销的修整次数所创造的价值)
总之，焊接螺母凸焊专用下电极的改进，不仅可以获得显著的经济效益，而且可以大大提高焊接螺母的焊接质量。
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