關(guān)于白車身人工點焊質(zhì)量控制的研究

朱軍啟

（寧波吉寧汽車零部件有限公司，浙江 寧波 315600）

引言

車身是汽車的外殼，它不僅要承受來自汽車內(nèi)、外部的所有應(yīng)力，為乘客提供保護(hù)，而且還要滿足用戶對汽車外觀美感追求的要求，即車身應(yīng)具有“承力、保護(hù)、美學(xué)”三大最基本的功能。此三大功能是否能得到最大限度地實現(xiàn)，很大程度上取決于車身焊裝工藝及質(zhì)量。這正是常說“車身焊裝工藝水平直接關(guān)系著汽車產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和使用性能”的原因。

1 車身焊點分類

車身上的焊點大致可分為兩大類，即關(guān)鍵焊點和一般焊點。

1.1 關(guān)鍵焊點

在車身中起著對關(guān)鍵件的連接、承載作用，以及在整車靜態(tài)及動態(tài)情況中承受著各個方向的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、剪切應(yīng)力，從而對整車安全、性能、可靠性影響非常嚴(yán)重的焊點。

1.2 一般焊點

對于白車身上的所有焊點，本文章描述的關(guān)鍵焊點以外的所有焊點均為一般焊點。

2 焊點質(zhì)量要求

2.1 焊點的外觀質(zhì)量

焊點焊接完成后，觀察外觀質(zhì)量，無毛刺、飛濺、縮孔、扭焊、焊點形狀不規(guī)則等缺陷。合格的焊點，表面形狀呈圓形或者橢圓形，無過燒、壓痕深等缺陷。

2.2 焊點熔核直徑

2.2.1 試板測試

焊點的熔核直徑與被焊工件的材質(zhì)、板料厚度、板料層次有關(guān)，它是評定點焊接頭質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。選擇與焊接工件同材質(zhì)、同厚度、同層次的試板進(jìn)行試焊。試板一般為（50*250）mm，將兩塊或者三塊試板進(jìn)行搭接，角度為45°-90°之間，然后進(jìn)行點焊（如圖1a/b 所示）。

圖1 點焊圖

扭轉(zhuǎn)讓試板分離，要求在分離后的任意一塊板上焊接處，形成一個圓孔，另一塊板上形成一個圓凸臺，且焊點熔核直徑符合規(guī)定，一般熔核直徑為（4-6）mm，關(guān)鍵焊點為7mm。不同的主機廠，對熔核直徑要求也略有不同。有的主機廠是根據(jù)板的厚度來定義熔核直徑，以搭接時的最薄板為參考，熔核直徑為4 倍根號T，關(guān)鍵焊點熔核直徑為5 倍根號T，T為最薄板厚。

2.2.2 熔核直徑測量

熔核直徑測量、計算方法：熔核直徑可在破壞試驗中通過撕裂而采集到，撕裂后，凸臺的直徑由長軸測量數(shù)值加上與長軸垂直軸的測量數(shù)值再除以2，計算得到（如果無法在兩個方向上完成精確測量，則焊點直徑應(yīng)采取較小的直徑），測量數(shù)據(jù)要在接觸面上測量得到。

2.2.3 超聲波檢測

焊點可以通過超聲波探頭的探測來評估質(zhì)量。在超聲波檢測中，有的情況被檢測為熔核尺寸小，未熔合，低滲透率，過燒（過熱），虛焊和氣孔。如果超出了公司所定義的限制，則為不合格焊點。

2.3 半破檢測

半破壞性檢測（鑿檢）：指將鑿子敲入（或敲擊）焊接工件，當(dāng)整個工件變形達(dá)到焊點拉長而熔核無斷裂或損壞的一種試驗方法。半破壞性鑿測試驗的方法，是用專用鑿子在離焊點位置11mm-16mm 出插入至焊點平齊，左右扳動鑿子（≤±15°）以檢查焊點是否松動，但絕不能損壞焊點，在拔出鑿子，用錘子還原零件。

當(dāng)不能恢復(fù)到原質(zhì)量狀態(tài)的，要進(jìn)行補焊修復(fù)，達(dá)到合格狀態(tài)。在做半破檢測時，關(guān)鍵焊點和有密封要求地方的焊點，不能做半破檢測；有外觀要求，或者特定區(qū)域（門框的玻璃導(dǎo)槽等）的焊點，也不能做半破檢測，應(yīng)用超聲波來檢測。

2.4 全破檢測

選取一臺白車身作為全破檢測的對象，在專用的區(qū)域進(jìn)行破檢。先檢查焊點的位置、數(shù)量、外觀質(zhì)量等基本信息，并做好詳細(xì)記錄，并將結(jié)果記錄下來。

3 人工點焊質(zhì)量控制

（1）懸掛式點焊機由變壓器、焊機控制器、主纜、副纜及懸掛裝置等部分組成，根據(jù)焊鉗臂的動作分為兩種型號，即X 型和C 型。X 型懸掛焊鉗的焊臂像字母“X”一樣，該類焊鉗適用于尺寸大且焊接位喉深大的工件焊接，其常用焊臂長度有330mm 至1200mm，特殊的還可定制。C 型懸掛焊鉗靜止的焊臂似L 狀，另一焊臂垂直于L 型焊臂的短邊，兩條焊臂構(gòu)成的包圍圈在沒有閉合時像字母“C”因此而得名。

（2）將懸掛焊鉗的平衡器調(diào)整到適合的位置，焊鉗離地面35 至40 厘米，這時無論怎么拖曳焊鉗，松開后，焊鉗都會回到原來的位置（離地面35 至40 厘米）。這時焊鉗的重力與平衡器的拉力相當(dāng)，使用焊鉗時，在平衡器的作用下，會更省力，此為最佳狀態(tài)。

（3）現(xiàn)場要有足夠的操作空間。懸掛焊機與地面大約是2.2 米，宜可根據(jù)主纜的長度來調(diào)節(jié)焊機的高度，要保證焊機與主纜有足夠的空間，操作工操作焊鉗時，有足夠的空間運作。

圖2 電極修磨步驟圖

（4）電極頭的修銼。電極頭的端面是影響焊點形狀及質(zhì)量的因素之一。修銼前，必須確認(rèn)上下電極沒有錯位。把懸掛點焊機的“夾緊/焊接/調(diào)整”的檔位擰到“調(diào)整”；將銼刀放在上、下電極之間；啟動焊鉗按鈕，上、下電極將銼刀夾緊，用力旋轉(zhuǎn)銼刀一下，上、下電極松開，會發(fā)現(xiàn)上、下電極的表面留有銼刀的痕跡，這個痕跡就是上、下電極的對應(yīng)中心。特別注意：新電極第一次修銼，用此方法進(jìn)行判斷，舊電極根據(jù)痕跡判斷上、下電極的對應(yīng)中心。以上、下電極對應(yīng)中心為基準(zhǔn)，進(jìn)行修銼，把懸掛點焊機的操作開關(guān)打到“調(diào)整”，對上、下電極的邊沿進(jìn)行修銼，修銼時，銼刀與下電極呈45°夾角。一直修到電極帽的直徑能夠保證在5mm-7mm，修銼完畢后，將懸掛點焊機操作按鈕打到“焊接”；選擇合適的工藝師板進(jìn)行試焊，檢驗焊點的形狀和焊核直徑是否符合工藝要求，如果不符合，繼續(xù)按上面的步驟進(jìn)行修銼，直到符合為止（具體操作見附圖）。

一般情況下，焊接400 點時，電極必須進(jìn)行一次修磨，但是在焊接過程中，如果出現(xiàn)焊點表面粘損，電極端面傾斜，不平整；電極接觸面過小，熔核值小于工藝規(guī)定的理論值或焊點的表面直徑小于理論規(guī)定值；電極接觸面過大，熔核值大于規(guī)定的理論值或焊點的表面直徑大于理論規(guī)定值；電極表面油漬等雜物過多，影響焊點質(zhì)量；電極頭端面上、下不對中等情況，必須立即停止焊接進(jìn)行電極頭修磨。

（5）焊接參數(shù)的要求。焊接參數(shù)主要包括焊接電流、焊接壓力和焊接時間。焊接不同的板材，和厚度的不同，采用的焊接參數(shù)也不同。焊接電流一般在（7000-15000）安培之間，焊接壓力在（2300-3500）牛，焊接時間（10-20）周波，這三個參數(shù)值是焊接的主要參數(shù)，會直接影響到焊點的強度。在焊接鍍鋅板時，一般需要二次焊接，利用一次電流將鍍鋅層破壞，在利用二次電流進(jìn)行焊接。焊接鍍鋅板時，焊接電流、焊接壓力及時間，要比普通板材提高20%-30%，所以電極頭要經(jīng)常修磨、更換。

（6）焊接規(guī)范的選擇。操作作業(yè)中，焊接不同的零部件加，板材厚度也不一樣。一把焊鉗一般都有兩個焊接規(guī)范，及強規(guī)范和弱規(guī)范（或者硬規(guī)范和軟規(guī)范）。強規(guī)范就是大電流，短時間；弱規(guī)范就是小電流，長時間。實際工作中，根據(jù)工藝要求進(jìn)行選擇使用規(guī)范，強規(guī)范一般用于焊接薄板，弱規(guī)范一般用于焊接厚一點的板材。

（7）焊鉗輔助行程的使用。在焊鉗的操作中，由于零部件需要用夾具進(jìn)行夾持固定，保證焊接后工件的相關(guān)尺寸，焊鉗的張口沒有那么大，到達(dá)不了需要焊接的位置。這時焊鉗有輔助行程，需要打開輔助行程，讓焊鉗順利通過焊接通道，到達(dá)需要焊接的位置。等電極到達(dá)焊接位置時，將行程關(guān)閉，再進(jìn)行焊接。如果在焊鉗打開輔助行程時，就進(jìn)行焊接作業(yè)，焊鉗會因行程過大，兩電極閉合焊接時，出現(xiàn)錯位；也會因為沖擊壓力過大，造成炸槍，損壞焊鉗和電極頭。

（8）避免焊接分流，是保證焊點強度的重要因素之一。要做到焊接電流不分流，需要做到三點：第一、要不斷提升操作技能，熟練掌握點焊的操作技巧，操作焊鉗達(dá)到快、準(zhǔn)、穩(wěn)的嫻熟狀態(tài)；第二、在容易發(fā)生接觸的地方，加裝絕緣墊，進(jìn)行隔離；第三、加裝焊接導(dǎo)向，打焊是方便掌握焊鉗，使焊接電極通道正確無誤。做到以上三點，可將分流情況徹底解決。

（9）點焊時，做到點焊“三要素”。即用靜電極貼住工件；打焊位置要準(zhǔn)，不能打偏；手握焊鉗要穩(wěn)，一手握住焊鉗開關(guān)的手柄，控制開關(guān)，另一只手握住輔助手柄或者焊鉗臂，保持焊鉗平衡、穩(wěn)當(dāng)，同時動電極要與被焊工件的焊接面垂直成90°，這樣打出來的焊點才不會移位、扭曲，外觀質(zhì)量得到保證。

（10）樹立質(zhì)量意識，是對產(chǎn)品質(zhì)量的把關(guān)。沒有質(zhì)量保證的產(chǎn)品，猶如無本之木，無源之水，很快就會枯竭，消失不見。在工作中，要樹立很強的質(zhì)量意識，把事情一次性做好，追求精益求精。嚴(yán)格做到“三不”（不接受、不制造、不傳遞不合格品）原則。把客戶放在心中，把質(zhì)量放在手中，才能做出質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

4 結(jié)論

白車身的焊接質(zhì)量是一個系統(tǒng)的工程，需要從設(shè)計、工藝、制造、選材、布局等方面綜合考慮，才能提高整車的焊接質(zhì)量和工藝水平。對某一國產(chǎn)白車身的焊點進(jìn)行了全破檢測試驗，得出以下結(jié)論：

（1）打焊點時，上、下電極一定要與背焊接點的面垂直，這樣打出來的焊點合格率是最高的，否則容易出現(xiàn)扭焊、焊點變形等缺陷。

（2）焊點的工藝設(shè)計很重要，合理設(shè)計焊點的間距、點數(shù)等能有效保證白車身焊接強度。

（3）有強烈的質(zhì)量意識，是一切工作質(zhì)量的保證。