电阻焊:机器人金属连接的高质量可靠之选
作为机器人焊接公认市场领导者,Yaskawa 对电弧焊自动化的细微之处烂熟于心。历经数十年演进,工业机器人电弧焊工艺稳健可靠,有效满足多元制造需求。这一方法虽能制造高强度零件且选项灵活,但也存在权衡。
电弧焊自动化消耗大量焊丝、保护气等耗材。虽有效,但引入新潜在危险材料与持续耗材成本。且机器人电弧焊产生高强紫外线,需特定安全防护。加上潜在长周期与板厚要求,不禁让人思考:特定任务是否有更优焊接法?
点焊
20 世纪中叶励志大师 Napoleon Hill 曾说“抗阻中生力量”。这句箴言虽未让人速致富,却在今日焊接领域大有深意。
电阻焊——特别是“点焊”——多年来是汽车等制造商主流金属连接方案。通过在金属层间通电并施压,在执行点形成称为“焊核”的强力金属结合。亦可用轮状电极沿缝滚动实现长焊缝。原理简洁,却为特定应用带来显著优势:
高性价比
点焊无填充金属、无保护气,单位焊缝成本与重量随耗材减少大幅下降。电弧焊消耗焊枪喷嘴、触点;点焊枪电极可修磨翻新多次才需更换。点焊工件多为冲压件,成本低于机加工件,冲压件又增一致性,双重省成本。电弧焊与点焊系统成本相当,均远低于激光方案。
更安全
MIG/TIG 等电弧焊产生大量伤肤伤眼紫外光,需焊接面罩等眼部防护。焊工/机器人周围弧光幕仅为二级防护,不可全赖观察焊接。点焊虽产生火花,远少于 MIG 焊(后者可烧穿材料)。防护简化:无需阻隔弧光,无需控制同等量火花飞溅。
更洁净
点焊飞溅极少,不污染工件表面与工作站地面。烟尘大幅减少、烟雾最小化。电弧焊飞溅损伤外观,或产生令人头疼的“焊渣豆”在封闭件内永久震荡。点焊美观一致洁净,电弧焊焊缝成型有时颇具挑战。所有点焊件为双层,焊缝隐藏于工件本体内,而非形成高可见焊缝。焊接计时器体积接线与电弧焊电源相当,但工作站内无需焊丝桶与导管,脏乱修磨器可换为点焊枪修磨器。
更一致
点焊件因热输入低变形小,重复性极高。零件通常更轻(两冲压件合成中空)。无填充金属冶金考量,异种件工艺相对相似。
更快
典型点焊挤压时间仅需极短分秒,机器人点到点移动极快。无表面处理需求(电弧焊对表面敏感)。MIG 焊枪行进速度受填充金属、热输入等限制。部分配手工电弧焊因可及性/工件尺寸难自动化,但几乎所有点焊应用均可自动化。总体制造时间可近乎减半。
挑战
点焊最大挑战:工件必须为点焊设计,允许点焊枪便利触达双面施加电流压力。且单层板厚通常限 3 mm 左右。依厚度与抗剪强度要求,部分件永不适合点焊。全密封件(油箱、压力件等)不可点焊。胶粘剂虽可辅助刚性强度,但增工序。点焊需不同于电弧焊的专业知识,虽普遍更简,但再智能的机器人软件也无法替代受过训练的焊接工程师对任一系统的设计与执行。
小结
适合冲压的高产量零件,点焊可为理想方案。在合适系统下,降成本、减重、缩周期,同时提安全、一致性、美观、洁净度。这是自动化工具包中又一利器,助力竞争力跃升、赢未来!
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