关于白车身人工点焊质量控制的研究

朱军启

（宁波吉宁汽车零部件有限公司，浙江 宁波 315600）

引言

车身是汽车的外壳，它不仅要承受来自汽车内、外部的所有应力，为乘客提供保护，而且还要满足用户对汽车外观美感追求的要求，即车身应具有“承力、保护、美学”三大最基本的功能。此三大功能是否能得到最大限度地实现，很大程度上取决于车身焊装工艺及质量。这正是常说“车身焊装工艺水平直接关系着汽车产品的外观质量和使用性能”的原因。

1 车身焊点分类

车身上的焊点大致可分为两大类，即关键焊点和一般焊点。

1.1 关键焊点

在车身中起着对关键件的连接、承载作用，以及在整车静态及动态情况中承受着各个方向的拉应力、压应力、剪切应力，从而对整车安全、性能、可靠性影响非常严重的焊点。

1.2 一般焊点

对于白车身上的所有焊点，本文章描述的关键焊点以外的所有焊点均为一般焊点。

2 焊点质量要求

2.1 焊点的外观质量

焊点焊接完成后，观察外观质量，无毛刺、飞溅、缩孔、扭焊、焊点形状不规则等缺陷。合格的焊点，表面形状呈圆形或者椭圆形，无过烧、压痕深等缺陷。

2.2 焊点熔核直径

2.2.1 试板测试

焊点的熔核直径与被焊工件的材质、板料厚度、板料层次有关，它是评定点焊接头质量的主要指标之一。选择与焊接工件同材质、同厚度、同层次的试板进行试焊。试板一般为（50*250）mm，将两块或者三块试板进行搭接，角度为45°-90°之间，然后进行点焊（如图1a/b 所示）。

图1 点焊图

扭转让试板分离，要求在分离后的任意一块板上焊接处，形成一个圆孔，另一块板上形成一个圆凸台，且焊点熔核直径符合规定，一般熔核直径为（4-6）mm，关键焊点为7mm。不同的主机厂，对熔核直径要求也略有不同。有的主机厂是根据板的厚度来定义熔核直径，以搭接时的最薄板为参考，熔核直径为4 倍根号T，关键焊点熔核直径为5 倍根号T，T为最薄板厚。

2.2.2 熔核直径测量

熔核直径测量、计算方法：熔核直径可在破坏试验中通过撕裂而采集到，撕裂后，凸台的直径由长轴测量数值加上与长轴垂直轴的测量数值再除以2，计算得到（如果无法在两个方向上完成精确测量，则焊点直径应采取较小的直径），测量数据要在接触面上测量得到。

2.2.3 超声波检测

焊点可以通过超声波探头的探测来评估质量。在超声波检测中，有的情况被检测为熔核尺寸小，未熔合，低渗透率，过烧（过热），虚焊和气孔。如果超出了公司所定义的限制，则为不合格焊点。

2.3 半破检测

半破坏性检测（凿检）：指将凿子敲入（或敲击）焊接工件，当整个工件变形达到焊点拉长而熔核无断裂或损坏的一种试验方法。半破坏性凿测试验的方法，是用专用凿子在离焊点位置11mm-16mm 出插入至焊点平齐，左右扳动凿子（≤±15°）以检查焊点是否松动，但绝不能损坏焊点，在拔出凿子，用锤子还原零件。

当不能恢复到原质量状态的，要进行补焊修复，达到合格状态。在做半破检测时，关键焊点和有密封要求地方的焊点，不能做半破检测；有外观要求，或者特定区域（门框的玻璃导槽等）的焊点，也不能做半破检测，应用超声波来检测。

2.4 全破检测

选取一台白车身作为全破检测的对象，在专用的区域进行破检。先检查焊点的位置、数量、外观质量等基本信息，并做好详细记录，并将结果记录下来。

3 人工点焊质量控制

（1）悬挂式点焊机由变压器、焊机控制器、主缆、副缆及悬挂装置等部分组成，根据焊钳臂的动作分为两种型号，即X 型和C 型。X 型悬挂焊钳的焊臂像字母“X”一样，该类焊钳适用于尺寸大且焊接位喉深大的工件焊接，其常用焊臂长度有330mm 至1200mm，特殊的还可定制。C 型悬挂焊钳静止的焊臂似L 状，另一焊臂垂直于L 型焊臂的短边，两条焊臂构成的包围圈在没有闭合时像字母“C”因此而得名。

（2）将悬挂焊钳的平衡器调整到适合的位置，焊钳离地面35 至40 厘米，这时无论怎么拖曳焊钳，松开后，焊钳都会回到原来的位置（离地面35 至40 厘米）。这时焊钳的重力与平衡器的拉力相当，使用焊钳时，在平衡器的作用下，会更省力，此为最佳状态。

（3）现场要有足够的操作空间。悬挂焊机与地面大约是2.2 米，宜可根据主缆的长度来调节焊机的高度，要保证焊机与主缆有足够的空间，操作工操作焊钳时，有足够的空间运作。

图2 电极修磨步骤图

（4）电极头的修锉。电极头的端面是影响焊点形状及质量的因素之一。修锉前，必须确认上下电极没有错位。把悬挂点焊机的“夹紧/焊接/调整”的档位拧到“调整”；将锉刀放在上、下电极之间；启动焊钳按钮，上、下电极将锉刀夹紧，用力旋转锉刀一下，上、下电极松开，会发现上、下电极的表面留有锉刀的痕迹，这个痕迹就是上、下电极的对应中心。特别注意：新电极第一次修锉，用此方法进行判断，旧电极根据痕迹判断上、下电极的对应中心。以上、下电极对应中心为基准，进行修锉，把悬挂点焊机的操作开关打到“调整”，对上、下电极的边沿进行修锉，修锉时，锉刀与下电极呈45°夹角。一直修到电极帽的直径能够保证在5mm-7mm，修锉完毕后，将悬挂点焊机操作按钮打到“焊接”；选择合适的工艺师板进行试焊，检验焊点的形状和焊核直径是否符合工艺要求，如果不符合，继续按上面的步骤进行修锉，直到符合为止（具体操作见附图）。

一般情况下，焊接400 点时，电极必须进行一次修磨，但是在焊接过程中，如果出现焊点表面粘损，电极端面倾斜，不平整；电极接触面过小，熔核值小于工艺规定的理论值或焊点的表面直径小于理论规定值；电极接触面过大，熔核值大于规定的理论值或焊点的表面直径大于理论规定值；电极表面油渍等杂物过多，影响焊点质量；电极头端面上、下不对中等情况，必须立即停止焊接进行电极头修磨。

（5）焊接参数的要求。焊接参数主要包括焊接电流、焊接压力和焊接时间。焊接不同的板材，和厚度的不同，采用的焊接参数也不同。焊接电流一般在（7000-15000）安培之间，焊接压力在（2300-3500）牛，焊接时间（10-20）周波，这三个参数值是焊接的主要参数，会直接影响到焊点的强度。在焊接镀锌板时，一般需要二次焊接，利用一次电流将镀锌层破坏，在利用二次电流进行焊接。焊接镀锌板时，焊接电流、焊接压力及时间，要比普通板材提高20%-30%，所以电极头要经常修磨、更换。

（6）焊接规范的选择。操作作业中，焊接不同的零部件加，板材厚度也不一样。一把焊钳一般都有两个焊接规范，及强规范和弱规范（或者硬规范和软规范）。强规范就是大电流，短时间；弱规范就是小电流，长时间。实际工作中，根据工艺要求进行选择使用规范，强规范一般用于焊接薄板，弱规范一般用于焊接厚一点的板材。

（7）焊钳辅助行程的使用。在焊钳的操作中，由于零部件需要用夹具进行夹持固定，保证焊接后工件的相关尺寸，焊钳的张口没有那么大，到达不了需要焊接的位置。这时焊钳有辅助行程，需要打开辅助行程，让焊钳顺利通过焊接通道，到达需要焊接的位置。等电极到达焊接位置时，将行程关闭，再进行焊接。如果在焊钳打开辅助行程时，就进行焊接作业，焊钳会因行程过大，两电极闭合焊接时，出现错位；也会因为冲击压力过大，造成炸枪，损坏焊钳和电极头。

（8）避免焊接分流，是保证焊点强度的重要因素之一。要做到焊接电流不分流，需要做到三点：第一、要不断提升操作技能，熟练掌握点焊的操作技巧，操作焊钳达到快、准、稳的娴熟状态；第二、在容易发生接触的地方，加装绝缘垫，进行隔离；第三、加装焊接导向，打焊是方便掌握焊钳，使焊接电极通道正确无误。做到以上三点，可将分流情况彻底解决。

（9）点焊时，做到点焊“三要素”。即用静电极贴住工件；打焊位置要准，不能打偏；手握焊钳要稳，一手握住焊钳开关的手柄，控制开关，另一只手握住辅助手柄或者焊钳臂，保持焊钳平衡、稳当，同时动电极要与被焊工件的焊接面垂直成90°，这样打出来的焊点才不会移位、扭曲，外观质量得到保证。

（10）树立质量意识，是对产品质量的把关。没有质量保证的产品，犹如无本之木，无源之水，很快就会枯竭，消失不见。在工作中，要树立很强的质量意识，把事情一次性做好，追求精益求精。严格做到“三不”（不接受、不制造、不传递不合格品）原则。把客户放在心中，把质量放在手中，才能做出质量更好的产品。

4 结论

白车身的焊接质量是一个系统的工程，需要从设计、工艺、制造、选材、布局等方面综合考虑，才能提高整车的焊接质量和工艺水平。对某一国产白车身的焊点进行了全破检测试验，得出以下结论：

（1）打焊点时，上、下电极一定要与背焊接点的面垂直，这样打出来的焊点合格率是最高的，否则容易出现扭焊、焊点变形等缺陷。

（2）焊点的工艺设计很重要，合理设计焊点的间距、点数等能有效保证白车身焊接强度。

（3）有强烈的质量意识，是一切工作质量的保证。