一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法

技术领域

本发明涉及电阻电焊技术技术领域，具体为一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法。

背景技术

在汽车车身制造中，焊装包括车身底板、侧围、车架、车身总成等部分，在焊接过程中大量采用电阻点焊工艺，车身上有数千个焊点，由于它们的性能会显着影响车辆的耐用性和耐撞性，因此电阻点焊性能尤为重要，焊核压痕深度影响焊点机械性能，是评价焊接质量的重要指标之一，目前所使用的测量方法主要包括两种：一、基于标准推荐的方式，将焊核用线切割方式沿横截面剖开，将剖面打磨平整，使用游标卡尺测量焊核压痕深度，对于厚度较薄的钢板可以剖开后在显微镜下更准确的测量焊核压痕深度；二、使用测量板材厚度的底厚仪测量，其中，采用第一种将焊核剖开后的测量方法比较费时费力，第二种方法中底厚仪的测量触头灵敏，更适用于测量平板冲压减薄率，且触头精密，焊核表面不平整，在较大焊接电流下表面会因飞溅产生毛刺，容易对触头造成损伤，因此一般不采用该设备进行焊核压痕深度测量。

中国专利文献CN206037907U(申请号201621089351.5)公开了“一种焊核压痕深度测量装置”，包括主尺和安装在主尺上的游标尺，所述游标尺可沿主尺长度方向滑动，所述主尺上设有固定测量爪，所述游标尺上设有活动测量爪，所述固定测量爪设有第一测量头，所述活动测量爪上设有第二测量头，所述第一测量头和第二测量头相对设置，所述第一测量头和第二测量头相对的一端均为尖锐状；所述游标尺滑动时，第一测量头和第二测量头的端部相接触。

上述专利存在以下不足：其一，基于游标卡尺、增加活动测量爪以及其上的测量头结构，仅能单次测量一处焊核压痕的总深度，无法对整个焊核的深度以及位置分布进行测量；其二，无法测量不同厚度、不同强度钢板电阻点焊之后的焊核压痕深度，影响了测量方法的实用性；因此设计一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法，包括以下步骤：步骤一，设备组装；步骤二，试样固定；步骤三，板材夹持；步骤四，焊核接触；步骤五，数据分析；步骤六，建模分析；

其中上述步骤一中，首先将连接板套接在滑杆上，接着将连杆的一端铰接在连接板上，并将连杆的另一端铰接在转盘上，之后将转盘和滑杆安装在结构支架的内部，然后将电动机，固定在结构支架的外侧，使电动机的输出端固定套接在转盘上，随后将由检测壳体、锥形杆、顶紧弹簧和压电陶瓷组成的检测组件固定在连接板上，接着将连接件、压紧弹簧和活动压板安装在顶部的检测壳体上，并将电动伸缩杆和固定磁吸板安装在设备底座的顶部一侧上，之后将结构支架固定在设备底座的顶部另一侧上，完成测量设备的组装过程；

其中上述步骤二中，将试样的一端放置于固定磁吸板上，焊核部分位于上下两组检测组件之间，接着通过控制电动伸缩杆驱动固定磁吸板上下移动伸缩，改变夹持高度，使得两块板材的焊接结合面与检测中心面重合；

其中上述步骤三中，通过电动机带动转盘转动使两组检测组件相互靠近，上方的检测组件通过连接件与压紧弹簧带动活动压板下降，从而配合固定磁吸板对板材进行夹持，之后继续转动转盘，使两组检测组件中的锥形杆分别从上下两个方向靠近板材与焊核；

其中上述步骤四中，当两组锥形杆与板材焊核接触时，此时信号处理器接收到压电陶瓷的电压信号，并根据电压信号计算初始收缩量；

其中上述步骤五中，对步骤四中所得的电压信号进行处理，通过信号处理器识别焊核区域对于的电压，根据此电压换算出压电陶瓷对应的受到压力，再根据顶紧弹簧的弹性模量计算其收缩量，此收缩量与步骤四中得到的初始收缩量做差后得到压痕深度；

其中上述步骤六中，根据步骤五中换算的压痕深度进行三维建模，由多点桥接为面，实现对整个压痕区域的测量。

优选的，所述步骤一中，连接板、滑杆、连杆、电动机和转盘作为设备的对中驱动组件，通过电动机带动连杆转动，进而利用连杆驱动连接板和检测组件向靠近转盘轴线所在的水平面靠近。

优选的，所述步骤一中，检测壳体作为锥形杆、顶紧弹簧和压电陶瓷的防护支撑固定在连接板上，且锥形杆、顶紧弹簧和压电陶瓷均安装在检测壳体上均匀开设的通槽中，其中压电陶瓷固定在通槽的底部，且锥形杆滑动连接在通槽中，顶紧弹簧位于锥形杆和压电陶瓷之间，将锥形杆和压电陶瓷弹性连接起来。

优选的，所述步骤一中，连接件固定在顶部的检测壳体上，压紧弹簧的底端和顶端分别固定在活动压板和连接件，将活动压板和连接件弹性连接起来。

优选的，所述步骤一中，电动伸缩杆作为固定磁吸板的升降驱动对称布置在设备底座上，连接件、压紧弹簧、活动压板、固定磁吸板和电动伸缩杆共同组成设备的夹持组件在测量过程中对试样进行固定和夹持。

优选的，所述步骤二中，检测中心面所在的水平面与转盘转动轴线所在的水平面相互重合。

优选的，所述步骤三中，在锥形杆与焊核接触之前压电陶瓷的电压对应为零。

优选的，所述步骤四中，初始收缩量的计算过程为：首先通过信号处理器识别板材对应的电压，根据此电压换算出压电陶瓷对应的压力大小，之后根据顶紧弹簧的弹性模量计算其收缩量，此收缩量即初始收缩量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法，利用压电陶瓷压-电特性，将电压转化为压力，再利用压力转化为弹簧收缩量，从而对压痕深度检测，之后经过信号处理器处理并进行建模，可实现全方位的焊核区域压痕深度测量，测试过程中，通过设置活动压板与固定磁吸板结合检测壳体的检测运动实现对板材的夹持功能，防止检测过程中板材位移，从而提高了检测精度，通过设置的上下两组锥形杆，可以实现不同厚度、不同强度钢板电阻点焊之后单个钢板焊核压痕深度的测量，提高了测量方法的实用性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明中测量设备的整体结构三维图；

图3为本发明测量设备中检测壳体的三维图；

图4为本发明测量设备中锥形杆的位置示意图；

图5为本发明测量设备中转盘的位置示意图；

图6为本发明测量设备的部分结构三维图；

图中：1、设备底座；2、结构支架；3、对中驱动组件；4、检测组件；5、夹持组件；6、检测壳体；7、锥形杆；8、顶紧弹簧；9、压电陶瓷；10、连接板；11、滑杆；12、连杆；13、电动机；14、转盘；15、连接件；16、压紧弹簧；17、活动压板；18、固定磁吸板；19、电动伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种电阻点焊焊核压痕深度测量方法，包括以下步骤：步骤一，设备组装；步骤二，试样固定；步骤三，板材夹持；步骤四，焊核接触；步骤五，数据分析；步骤六，建模分析；

其中上述步骤一中，首先将连接板10套接在滑杆11上，接着将连杆12的一端铰接在连接板10上，并将连杆12的另一端铰接在转盘14上，之后将转盘14和滑杆11安装在结构支架2的内部，然后将电动机13，固定在结构支架2的外侧，使电动机13的输出端固定套接在转盘14上，连接板10、滑杆11、连杆12、电动机13和转盘14作为设备的对中驱动组件3，通过电动机13带动连杆12转动，进而利用连杆12驱动连接板10和检测组件4向靠近转盘14轴线所在的水平面靠近，随后将由检测壳体6、锥形杆7、顶紧弹簧8和压电陶瓷9组成的检测组件4固定在连接板10上，检测壳体6作为锥形杆7、顶紧弹簧8和压电陶瓷9的防护支撑固定在连接板10上，且锥形杆7、顶紧弹簧8和压电陶瓷9均安装在检测壳体6上均匀开设的通槽中，其中压电陶瓷9固定在通槽的底部，且锥形杆7滑动连接在通槽中，顶紧弹簧8位于锥形杆7和压电陶瓷9之间，将锥形杆7和压电陶瓷9弹性连接起来，接着将连接件15、压紧弹簧16和活动压板17安装在顶部的检测壳体6上，连接件15固定在顶部的检测壳体6上，压紧弹簧16的底端和顶端分别固定在活动压板17和连接件15，将活动压板17和连接件15弹性连接起来，并将电动伸缩杆19和固定磁吸板18安装在设备底座1的顶部一侧上，电动伸缩杆19作为固定磁吸板18的升降驱动对称布置在设备底座1上，连接件15、压紧弹簧16、活动压板17、固定磁吸板18和电动伸缩杆19共同组成设备的夹持组件5在测量过程中对试样进行固定和夹持，之后将结构支架2固定在设备底座1的顶部另一侧上，完成测量设备的组装过程；

其中上述步骤二中，将试样的一端放置于固定磁吸板18上，焊核部分位于上下两组检测组件4之间，接着通过控制电动伸缩杆19驱动固定磁吸板18上下移动伸缩，改变夹持高度，使得两块板材的焊接结合面与检测中心面重合，且检测中心面所在的水平面与转盘14转动轴线所在的水平面相互重合；

其中上述步骤三中，通过电动机13带动转盘14转动使两组检测组件4相互靠近，上方的检测组件4通过连接件15与压紧弹簧16带动活动压板17下降，从而配合固定磁吸板18对板材进行夹持，之后继续转动转盘14，使两组检测组件4中的锥形杆7分别从上下两个方向靠近板材与焊核，且在锥形杆7与焊核接触之前压电陶瓷9的电压对应为零；

其中上述步骤四中，当两组锥形杆7与板材焊核接触时，此时信号处理器接收到压电陶瓷9的电压信号，并根据电压信号计算初始收缩量，且初始收缩量的计算过程为：首先通过信号处理器识别板材对应的电压，根据此电压换算出压电陶瓷9对应的压力大小，之后根据顶紧弹簧8的弹性模量计算其收缩量，此收缩量即初始收缩量；

其中上述步骤五中，对步骤四中所得的电压信号进行处理，通过信号处理器识别焊核区域对于的电压，根据此电压换算出压电陶瓷9对应的受到压力，再根据顶紧弹簧8的弹性模量计算其收缩量，此收缩量与步骤四中得到的初始收缩量做差后得到压痕深度；

其中上述步骤六中，根据步骤五中换算的压痕深度进行三维建模，由多点桥接为面，实现对整个压痕区域的测量。

基于上述，本发明的优点在于，本发明利用压电陶瓷9压-电特性，将电压转化为压力，再利用压力转化为弹簧收缩量，从而对压痕深度检测，之后经过信号处理器处理并进行建模，可实现全方位的焊核区域压痕深度测量，测试过程中，通过设置活动压板17与固定磁吸板18结合检测壳体6的检测运动实现对板材的夹持功能，防止检测过程中板材位移，从而提高了检测精度，通过设置的上下两组锥形杆7，可以实现不同厚度、不同强度钢板电阻点焊之后单个钢板焊核压痕深度的测量，提高了测量方法的实用性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。