車身外觀焊點焊接質(zhì)量檢測與控制分析

李夢雄

摘 要：焊接工藝是汽車白車身生產(chǎn)過程中經(jīng)常用到的工藝，其在汽車四大生產(chǎn)工藝中占據(jù)重要位置，也是衡量一個車企整體生產(chǎn)工藝水平的重要標(biāo)志，其焊接質(zhì)量的好壞不但決定著汽車的安全性能，也與汽車外觀的美觀性息息相關(guān)。其中在整車個白車身焊接過程中，點焊工藝又是應(yīng)用最多的一種焊接工藝，本文通過在汽車車身點焊工作過程中所學(xué)習(xí)到的一些焊接方法和部分專業(yè)知識，從點焊的工藝特點、質(zhì)量控制手段、質(zhì)量檢測手段等方面來探討和分析白車身點焊過程中其外觀焊點的質(zhì)量控制手段及方法。

關(guān)鍵詞：汽車 點焊 焊點 工藝 質(zhì)量檢測 控制

Welding Quality Inspection and Control Analysis of Welding Spots on Car Body Exterior

Li Mengxiong

Abstract：Welding process is a process often used in the production process of automobile body-in-white. It occupies an important position in the four major production processes of automobiles. It is also an important indicator of the overall production process level of a car company. The quality of its welding not only determines the safety performance of a car， but also is closely related to the aesthetics of the car's appearance. Among them， the spot welding process is the most used welding process in the welding process of the whole vehicle and the body in white. This article uses some welding methods and some professional knowledge learned in the process of auto body spot welding. The article discusses and analyzes the process characteristics， quality control methods， quality inspection methods and other aspects during the spot welding of the body-in-white.

Key words：automobile， spot welding， solder joint， process， quality inspection， control

1 引言

隨著人們對汽車產(chǎn)品的安全性和美觀性要求越來越高，這就要求車企不但在整車性能和外觀上提升競爭力，更要在細(xì)節(jié)生產(chǎn)工藝上提升制造水平，其中汽車焊點的焊接質(zhì)量控制上要更要精益求精。因此作為影響汽車安全和美觀性能之一的點焊工藝，其焊點質(zhì)量和美觀性控制的好壞一定程度上影響著用戶對整車品牌的選擇性。下面將從點焊的質(zhì)量控制要求，點焊焊點常見的缺陷，點焊焊點質(zhì)量評價方法等方面來簡要闡述車身焊點的質(zhì)量控制手段。

2 車身外觀焊點質(zhì)量要求

2.1 點焊的原理

將待焊的金屬零件交疊搭接起來，置放于上下銅電極之間，然后施加一定的電極壓力，將兩個或三個零件壓緊。然后施加一定的電流，電流流經(jīng)焊機(jī)機(jī)臂、電極以及被焊零件時，由被焊零件本身電阻產(chǎn)生電阻熱，從而使被焊零件迅速加熱至熔融狀態(tài)，當(dāng)被焊零件的結(jié)合部位中心及其附近被加熱到融化溫度，并逐漸向四周擴(kuò)大形成熔核，并在上下電極壓力下冷卻至結(jié)晶狀態(tài)，形成焊點。原理圖如下圖1所示：

2.2 點焊焊點的質(zhì)量技術(shù)要求

車身點焊焊點質(zhì)量好壞決定著焊接的強(qiáng)度，并且對白車身的耐疲勞性能和車身的整體強(qiáng)度性能起著非常重要的作用。對于點焊焊點質(zhì)量的技術(shù)要求和評判標(biāo)準(zhǔn)，不同汽車廠商采用的方式與方法也略有不同，但歸根結(jié)底車身焊點的質(zhì)量要求主要體現(xiàn)在五個方面：①焊點的的數(shù)量：產(chǎn)品圖紙上規(guī)定的焊點數(shù)量的±12%（焊點數(shù)量大于40的情況下）;②焊點的外觀：呈圓形或橢圓形，避免出現(xiàn)裂紋、穿孔、毛刺、過燒、凹陷及焊點擠出現(xiàn)象;③焊點的位置、間距：焊點的位置控制在產(chǎn)品圖紙中規(guī)定的位置±10mm，焊點之間間距應(yīng)布置均勻;④焊點的焊透率：薄板零件一側(cè)的焊透率（%）=t1/T1*100%，厚板零件一側(cè)的焊透率（%）=t2/T2*100%（具體如下圖2所示），通常被焊零件的焊透率質(zhì)量要求值為（20～80）%;⑤焊核的直徑：熔核直徑的最短徑與熔核直徑的最長徑之和的1/2，不同鈑金厚度的焊點直徑經(jīng)驗值如下表1所示;

3 車身外觀焊點常見缺陷及質(zhì)量檢測方法

3.1 白車身在點焊焊接過程中由于受外界或人為因素（如焊接工藝參數(shù)設(shè)置不合理、相互搭接的被焊零件搭接面設(shè)計不合理等）的影響，焊點處經(jīng)常會出現(xiàn)各種缺陷，車身外觀焊點常見的缺陷主要有以下八種：

（1）虛焊：熔核直徑尺寸小于圖紙技術(shù)要求或根本無焊核;如邊緣焊點現(xiàn)象、熔核尺寸過小缺陷等;

（2）燒穿：點焊焊點中出現(xiàn)穿透被焊工件的通孔的缺陷現(xiàn)象;

（3）裂紋：出現(xiàn)在圍繞焊點周圈不規(guī)則的不可接受的裂紋現(xiàn)象;

（4）邊緣焊點：沒有包括焊件所有邊緣部分的焊點缺陷現(xiàn)象;

（5）壓痕過深：對應(yīng)焊點位置處點焊后總料厚減小超過50%的缺陷現(xiàn)象;

（6）焊接扭曲：被焊零件焊接后在焊點處出現(xiàn)變形超過25度的缺陷現(xiàn)象;

（7）位置偏差：被焊工件焊接后出現(xiàn)焊點位置偏離理論位置超過10mm的缺陷現(xiàn)象;

（8）漏焊：實際焊點數(shù)量少于理論設(shè)計焊點數(shù)量的缺陷現(xiàn)象;

3.2 車身外觀焊點的質(zhì)量的評價分為外觀評價和強(qiáng)度評價兩方面，對于焊點外觀合格性與否的質(zhì)量檢測手段主要是肉眼目視，而且有時還需要用到千分尺、厚度儀、游標(biāo)卡尺等檢測工具對焊點的表面及焊核進(jìn)行測量來綜合判定，此種檢測手段可以歸類為非破壞類檢測手段;而對于焊點強(qiáng)度合格性與否的質(zhì)量檢測手段主要是通過手工剝離試驗測量焊點熔核的直徑尺寸，此種檢測手段是當(dāng)前評價車身焊點強(qiáng)度的最常用的有效方法，此種檢測手段可以歸類為破壞類檢測手段，主要分為鑿裂試驗（如圖3）和手動扭轉(zhuǎn)（如圖4）試驗兩種方法。通過鑿裂試驗或手動扭轉(zhuǎn)試驗，都將會在一個被測樣品上留下與之對應(yīng)的另一個被測樣品的熔核部分，測量留下部分的平均直徑即為該焊點熔核的直徑，當(dāng)所測的熔核直徑未明顯小于圖紙技術(shù)要求的直徑尺寸時，則可判斷所測焊點的該熔核直徑尺寸合格，從而近一步判定焊點的強(qiáng)度是否符合設(shè)計要求。當(dāng)前隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，對于焊點強(qiáng)度評價的還可以通過金屬金相檢測和焊點超聲波檢測手段來進(jìn)行全面評估，此兩種手段可從本質(zhì)上更加全面的檢測焊點的強(qiáng)度是否滿足整車性能要求，從而為整車可靠性和安全性能提供更加有力的保障。

4 車身外觀焊點質(zhì)量控制手段

車身外觀焊點質(zhì)量控制方法主要有①被焊零件本身的質(zhì)量精度控制;②點焊焊接工藝參數(shù)的設(shè)定;③焊鉗正負(fù)電極帽的調(diào)試和修正;④其它不常用的控制方法這四種方法，各控制方法主要包含內(nèi)容如下：

（1）被焊零件本身的質(zhì)量精度控制：主要從零件設(shè)計精度上進(jìn)行保證，如被焊零件之間的間隙應(yīng)盡量最小化，焊接部位上下表面應(yīng)設(shè)計平整光滑且角度盡量平行一致，避免出現(xiàn)4層或四層以上的鈑金件的點焊，點焊工件的綜合厚度應(yīng)控制在6mm以內(nèi);

（2）點焊焊接工藝參數(shù)的設(shè)定：不同板厚的工件之間的焊接應(yīng)選以較薄工件的允許焊接工藝參數(shù)為準(zhǔn);同一臺焊機(jī)在同時焊接兩層板和三層板時，應(yīng)以兩層板的允許焊接工藝參數(shù)為基準(zhǔn)，逐步調(diào)試和修正相關(guān)焊接參數(shù)，以此來同時滿足兩層板和三層板相互焊接的工況;另外當(dāng)被焊零件為鍍鋅板時，焊接電流應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)增大;

（3）焊鉗正負(fù)電極帽的調(diào)試和修正：焊接鉗的正負(fù)極與被焊工件直接接觸的接觸面直徑也屬于焊接工藝參數(shù)的一個重要項，由于焊鉗正負(fù)電極頭端面在長期使用過程中會出現(xiàn)不能程度的磨損和磕碰，磨耗后的正負(fù)電極頭端頭狀態(tài)會直接影響焊點焊核成形的外觀和質(zhì)量，所以經(jīng)常對焊鉗正負(fù)電極頭斷面狀態(tài)進(jìn)行修磨控制和調(diào)試。

（4）其它不常用的控制方法：其它不常用的焊接質(zhì)量控制方法主要包含中頻逆變點焊焊接和自適應(yīng)點焊焊接系統(tǒng)，中頻逆變點焊焊接主要是通過對焊接電流的有效控制來提升焊點質(zhì)量。而自適應(yīng)點焊焊接系統(tǒng)是為零滿足不同材質(zhì)、不同厚度的工件之間焊接能夠平穩(wěn)切換而采取的多個焊接參數(shù)的柔性自適應(yīng)控制系統(tǒng)來保證焊接質(zhì)量的方法。

5 小結(jié)

隨著車身焊接工藝的提升，車身焊點質(zhì)量檢測手段和控制方法正呈現(xiàn)出多樣化，另外伴隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷運(yùn)用，客戶對于汽車車身焊點的焊接外觀質(zhì)量和整車安全性能要求越來越高，面對這些機(jī)遇和挑戰(zhàn)，我們要更加深入地學(xué)習(xí)和研究汽車焊接工藝，運(yùn)用更加有效和先進(jìn)的創(chuàng)新性手段來控制車身焊點質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]李強(qiáng).汽車車身制造工藝基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2020.

[2]張西振.汽車車身焊接技術(shù)（第2版）.北京理工大學(xué)出版社，2005.