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前言在车身设计和制造的过程中，焊接搭接边宽度的减小有利于车身整体的质量和美观以及减重；搭接边宽度的增加则有利于制造中保证点焊焊接质量，一个合理的搭接边宽度范围对产品设计和制造工艺都极其重要。1搭接宽度的定义焊接时搭接边的宽度是指搭接的零件（不含错边）最小边沿到R角翻边的距离，如图1所示。图1两层板搭接焊接时的尺寸示意图2法系标准搭接宽度的设计搭边宽度尺寸由点焊电极端部的形状和尺寸决定（电极端面，是指电极表面与被焊钢板直接接触的部分），通过采用特殊电极和减小电极端面直径，可减少搭边宽度。但减小电极端面直径，会造成焊核直径减小，甚至低于B131220标准中规定的焊核最小直径。如将电极端面直径由Φ6mm减小为Ф5mm，可能导致焊核直径由Φ4mm减小为Φ3mm。标准装配时的搭边宽度，如图2所示。标准电极（同心或偏心）特殊电极（同心或偏心）图2标准装配搭接宽度尺寸示意图以上搭边宽度的尺寸不包括冲压圆弧半径（一般最大为R2.5），也不考虑钢板错边。注意以上数据反映的均是在理想装配情况下。车门门框正常搭边宽度，如图3所示。图3车门门框搭接宽度尺寸示意图3优化搭接宽度的设计需求对于一些典型的焊接搭接边上的焊点，如侧围门洞的焊点、顶盖与侧围的焊点以及门窗框处的焊点，在产品设计阶段，产品工程师希望尽量减小搭接边宽度以降低车身重量，同时还可使用小型密封条达到更美观的效果；而制造工艺工程师则希望增大搭接边宽度，以便有更好的焊接工艺性，避免产生毛刺、半点焊等问题。针对这种矛盾，通过参考各公司对最小搭接边的要求，经理论分析和试验，找出合理的搭接边宽度范围，为产品设计和制造工艺提供参考。4不同主机厂搭接边宽度设计要求从本文图1所示的搭接焊接时的尺寸示意图中可以看出：t为板厚，b为搭接边宽度，dL为焊点熔核直径，dK为电极帽直径。目前各汽车主机厂对于焊接搭接边宽度的设计要求各有不同，以最小板厚为t=0.8mm和t=1.0mm的钢板为例，几家主机厂的要求分别为：A公司：t=0.8mm时b=11.0mm；t=1.0mm时b=12.0mm；B公司：t=0.8mm时b=13.0mm；t=1.0mm时b=13.0mm；C公司：t=0.8mm时b=11.0mm；t=1.0mm时b=11.0mm；D公司：根据钢板搭接处的不同，b为11～20mm不等；E公司：根据钢板搭接处的实际情况，b为12～16mm不等。图4搭接边宽度试验以上数据可以看出，各公司对搭接边宽度的定义存在着较大不同，且搭接处实际的装配情况也会影响搭接宽度的设计要求。本文将着重介绍使用dK=16mm的电极，人工焊接普通钢板的翻边来得出一些参考结论。5分析和实验一般情况下，焊接参数设有电流递增功能，即随着焊接点数的增加，电极头的端面直径将增大，通常采用递增一定量的电流来确保焊接质量。在这种情况下，更换电极头前，电极的端面直径会比较大，也就意味着需要较大的搭接边宽度，理论推导如下：熔核直径dL≥3.5√ˉt，平均熔核直径为：5√ˉt，设定最大的电极端面直径为6√ˉt，即此时需要更换电极，此时最大的电极端面直径对应的最大熔核直径为7√ˉt左右。一个完整的焊点（包括塑性环）约是熔核直径的120%，故此时焊点直径dL=8.4√ˉt左右，加上搭接边的钢板剪裁公差、R角的公差等，建议设计的搭接边宽度如表1所示，搭接边宽渡试验见图4。特殊情况下，如焊接参数没有进行电流递增功能的设置，为保证焊接质量，要经常修磨电极使最大电极端面直径＜5√ˉt，此时对应的最大焊点熔核直径为6√ˉt左右，考虑热影响区以及各方面的公差，建议设计的搭接边宽度如表2所示。如果产品设计上对于焊点熔核直径的要求为dL≥2.5√ˉt，并且经常修磨电极使电极端面直径＜4√ˉt，同样推导，得出建议设计的搭接边值同上述特殊情况，但应在设计图纸中标明。图5搭边宽度为10.74mm时的焊点理论分析之后，需要再进行相应的试验来验证。试验方法：将两块厚度t=1.0mm的钢板搭接在一起，搭接边宽度从13.22～6.86mm呈线性递减（见图4），用端面直径为6mm的电极进行手工焊接（有电流递增功能，并且在正常焊接情况下无飞溅，焊接参数合理），之后观测一个完整的焊点所对应的搭接边宽度的最小要求。以搭接边尺寸递减的顺序逐个测量焊点尺寸。在搭边宽度为10.74mm时，焊点仍能保持基本完整（见图5），在焊接位置得当的情况下，不会出现半点焊、焊接飞溅、毛刺等情况。搭接边宽度为10.23mm时，焊点出现了飞溅、毛刺等现象（见图6）。图6搭边宽度为10.23mm时的焊点当搭接边宽度b＜10mm时，无法形成完整的焊点。因此，去除各种可能存在的公差误差之后，搭接边宽度b不能＜10mm。6结论根据以上分析及试验，可得出如下结论：6.1搭接边的理论宽度b≥10√ˉt，在特殊情况下可b≥8√ˉt。6.2在产品设计初期，无论考虑今后是否使用电流递增功能，搭接边宽度理论设计至少为10√ˉt，考虑到制造误差，搭接边宽度设计建议：当t＜1mm时，b=10√ˉt+1.5；而1mm＜t＜2mm时，b=10√ˉt+2；当t≥2mm时，b=10√ˉt+2.5。转载请注明文章出处，谢谢。超声波焊接机