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(gè)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(gè)白車身焊接過程中，點(diǎn)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(diǎn)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(shí)，從點(diǎn)焊的工藝特點(diǎn)、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(diǎn)焊過程中其外觀焊點(diǎn)的質(zhì)量控制手段及方法。
1 引言
隨著人們對(duì)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(diǎn)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(diǎn)焊工藝，其焊點(diǎn)質(zhì)量和美觀性控制的好壞一定程度上影響著用戶對(duì)整車品牌的選擇性。下面將從點(diǎn)焊的質(zhì)量控制要求，點(diǎn)焊焊點(diǎn)常見的缺陷，點(diǎn)焊焊點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法等方面來簡要闡述車身焊點(diǎn)的質(zhì)量控制手段。
2 車身外觀焊點(diǎn)質(zhì)量要求
2.1 點(diǎn)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(gè)或三個(gè)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(shí)，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(diǎn)。原理圖如下圖1所示：
圖1
2.2 點(diǎn)焊焊點(diǎn)的質(zhì)量技術(shù)要求
車身點(diǎn)焊焊點(diǎn)質(zhì)量好壞決定著焊接的強(qiáng)度，并且對(duì)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(duì)于點(diǎn)焊焊點(diǎn)質(zhì)量的技術(shù)要求和評(píng)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(diǎn)的質(zhì)量要求主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：①焊點(diǎn)的的數(shù)量：產(chǎn)品圖紙上規(guī)定的焊點(diǎn)數(shù)量的±12%（焊點(diǎn)數(shù)量大于40的情況下）；②焊點(diǎn)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(diǎn)擠出現(xiàn)象；③焊點(diǎn)的位置、間距：焊點(diǎn)的位置控制在產(chǎn)品圖紙中規(guī)定的位置±10mm，焊點(diǎn)之間間距應(yīng)布置均勻；④焊點(diǎn)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(diǎn)直徑經(jīng)驗(yàn)值如下表1所示；
表1
圖2
3 車身外觀焊點(diǎn)常見缺陷及質(zhì)量檢測方法
3.1 白車身在點(diǎn)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(jì)不合理等）的影響，焊點(diǎn)處經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種缺陷，車身外觀焊點(diǎn)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(diǎn)現(xiàn)象、熔核尺寸過小缺陷等；
（2）燒穿：點(diǎn)焊焊點(diǎn)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(diǎn)周圈不規(guī)則的不可接受的裂紋現(xiàn)象；
（4）邊緣焊點(diǎn)：沒有包括焊件所有邊緣部分的焊點(diǎn)缺陷現(xiàn)象；
（5）壓痕過深：對(duì)應(yīng)焊點(diǎn)位置處點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)位置偏離理論位置超過10mm的缺陷現(xiàn)象；
（8）漏焊：實(shí)際焊點(diǎn)數(shù)量少于理論設(shè)計(jì)焊點(diǎn)數(shù)量的缺陷現(xiàn)象；
3.2 車身外觀焊點(diǎn)的質(zhì)量的評(píng)價(jià)分為外觀評(píng)價(jià)和強(qiáng)度評(píng)價(jià)兩方面，對(duì)于焊點(diǎn)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(shí)還需要用到千分尺、厚度儀、游標(biāo)卡尺等檢測工具對(duì)焊點(diǎn)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(duì)于焊點(diǎn)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(yàn)測量焊點(diǎn)熔核的直徑尺寸，此種檢測手段是當(dāng)前評(píng)價(jià)車身焊點(diǎn)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(yàn)（如圖3）和手動(dòng)扭轉(zhuǎn)（如圖4）試驗(yàn)兩種方法。通過鑿裂試驗(yàn)或手動(dòng)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，都將會(huì)在一個(gè)被測樣品上留下與之對(duì)應(yīng)的另一個(gè)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(diǎn)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(shí)，則可判斷所測焊點(diǎn)的該熔核直徑尺寸合格，從而近一步判定焊點(diǎn)的強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)前隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)于焊點(diǎn)強(qiáng)度評(píng)價(jià)的還可以通過金屬金相檢測和焊點(diǎn)超聲波檢測手段來進(jìn)行全面評(píng)估，此兩種手段可從本質(zhì)上更加全面的檢測焊點(diǎn)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。
圖3
圖4
4 車身外觀焊點(diǎn)質(zhì)量控制手段
車身外觀焊點(diǎn)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(diǎn)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(jì)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(jì)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(diǎn)焊，點(diǎn)焊工件的綜合厚度應(yīng)控制在6mm以內(nèi)；
（2）點(diǎn)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(tái)焊機(jī)在同時(shí)焊接兩層板和三層板時(shí)，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(shí)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(shí)，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(gè)重要項(xiàng)，由于焊鉗正負(fù)電極頭端面在長期使用過程中會(huì)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(huì)直接影響焊點(diǎn)焊核成形的外觀和質(zhì)量，所以經(jīng)常對(duì)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(diǎn)焊焊接和自適應(yīng)點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)，中頻逆變點(diǎn)焊焊接主要是通過對(duì)焊接電流的有效控制來提升焊點(diǎn)質(zhì)量。而自適應(yīng)點(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(duì)于汽車車身焊點(diǎn)的焊接外觀質(zhì)量和整車安全性能要求越來越高，面對(duì)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(diǎn)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.
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