大眾汽車車身連接金相質量監(jiān)控

摘 要：車身連接質量是汽車安全的重要指標。要使車身具備良好的車身連接質量，必須從焊裝開始對車身生產(chǎn)過程進行嚴密的監(jiān)控。一直以來，大眾生產(chǎn)的汽車以其皮實耐用著稱于世。文章以一汽-大眾佛山工廠為例，系統(tǒng)介紹了大眾汽車的車身連接質量監(jiān)控手段。

關鍵詞：大眾汽車；車身連接質量；特殊焊接金相檢驗

引言

作為德國最大的汽車集團，大眾汽車集團生產(chǎn)的大眾牌汽車一直以其經(jīng)濟、耐用的特點，在消費者心中留下了深刻的印象。由于大眾采用了較多科技含量高的焊接工藝，所以對車身連接質量監(jiān)控也提出了很高的要求。在車身連接質量監(jiān)控方面，大眾采用了哪些先進的監(jiān)控手段來確保良好的車身連接質量呢？文章以一汽-大眾為例對大眾汽車的車身連接質量的金相檢驗監(jiān)控手段為主，對大眾體系的車身連接質量進行了闡述，以期與國內(nèi)汽車業(yè)的同行相互交流、學習。

1 車身連接質量監(jiān)控

白車身（注：即焊裝完成的車身）的車身連接質量監(jiān)控包含三個方面：對全車身大多數(shù)焊點以及以及對四門兩蓋折邊膠質量的破壞性檢驗監(jiān)控、車身標準件與非標準件的擰緊工藝監(jiān)控以及文章將要闡述的一部分特殊焊接的金相檢驗。

金相檢驗工作，一般包含外觀評價和金相評價兩個部分。金相檢驗，是觀察焊縫的內(nèi)部結構尺寸，用以評價焊縫內(nèi)部質量是否合格的方法，除此之外，金相檢驗所測得的數(shù)據(jù)，還可以用于指導調整焊接工藝參數(shù)，以期優(yōu)化不合格的工藝，使之達到合格。

金相檢驗需要對所檢測連接進行金相制樣。對有一定長度的焊縫，金相制樣一般用延焊縫伸展方向的垂直方向，抽取位置取焊縫剖面，進行制樣，并觀察截面金相。每道焊縫抽取截面進行金相觀察的數(shù)量需要根據(jù)焊縫長度來確定。

大眾標準對特殊焊接檢驗的評價分成三個等級：不合格，偏差合格，與合格。偏差合格是該連接至少要達到的標準，連接達到偏差合格后，質量狀態(tài)可以接受，但仍需在規(guī)定時間內(nèi)繼續(xù)整改，直至合格為止。

2 金相檢驗

2.1 激光熔焊

激光熔焊以激光為熱源，由于其焊縫美觀，所以多應用區(qū)域多為車身表面區(qū)域，如高爾夫車型側圍以及奧迪車型的四門/后蓋。

激光熔焊的特點：（1）以線代點，焊接強度較點焊提高30%，焊接強度高；（2）焊接速度為40mm/s，工作效率高，焊接速度快。

佛山工廠采用的焊接方式多為雙層板平頭搭接焊，側圍少數(shù)區(qū)域采用三層板平頭搭接焊。采用搭接焊的優(yōu)點是耗費在調整兩個板的尺寸搭接的時間相對而言較少，因為兩個板的重合區(qū)域明顯。缺點是：（1）焊接后承接力的方向有局限性；（2）熔深較難控制，下層板熔深容易不足，導致連接強度較低。

對激光熔焊的金相評價遵循大眾集團標準PV6719。評價分成兩個部分：

（1）外觀評價：一條長焊縫可能是由多條焊縫拼接而成，多條焊縫的長度之和（d1+d2+d3+d4），偏差合格標準至少要大于總焊縫要求長度l的80%，合格標準為90%。（2）金相評價：a.對焊縫進行縱向剖切檢驗。金相表面不得有裂紋；b.多層板焊縫冷卻凝固后，焊縫表面略微向內(nèi)凹陷。凹陷深度過大則板與焊縫的剩余厚度不足，導致連接強度下降。如圖1所示，t1與t3為兩側板的厚度，h1與h3為兩側板的凹陷深度。剩余厚度Sn采用凹陷邊緣切線到對應板與焊縫借口位置的距離。Sn大于0.7個對應板厚為合格，大于0.6個對應板厚為偏差合格。

（3）如上面所述，熔深控制是激光熔焊的難點。焊接電流小，激光焊熔深不夠；焊接電流大，又容易導致熔化部分溫度升高，流動性增強，在氧槍的吹拂下，流動過快，致使凹陷深度過大，剩余厚度不足。而為了保證焊接質量，工廠一般采用大電流的方式，這樣就容易造成剩余厚度不足的問題。

佛山工廠激光熔焊采用了蛇形焊的方式，蛇形焊縫，阻礙了熔化部分的流動，減小了凹陷深度。很好的解決了金相檢驗中剩余厚度不足的問題。

2.2 釬焊監(jiān)控

釬焊，熔點比比母材低的填充金屬（釬料），加熱熔化后，液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散，形成焊縫的焊接方法。釬焊變形小，接頭光滑美觀，用于外觀可見零件的焊接。目前在佛山大眾工廠應用的主要是激光釬焊與等離子釬焊兩種。

釬焊用于頂蓋與側圍焊接，其特點是焊縫美觀，密封性好，遠優(yōu)于“點焊+密封條”的方法。

釬焊對零件尺寸、清潔度及匹配狀態(tài)的要求高，頂蓋及側圍外板焊前清擦，配有專用的清潔設備；釬焊頂蓋前后角（焊縫前后端）的熱影響波浪、焊縫氣孔是技術難題。

對釬焊的金相檢驗評價，遵循大眾集團標準PV1602，評價方式如下：

（1）表面評價：a.表面焊縫必須連續(xù)，不能間斷；b.表面目視孔洞直徑不得大于0.2mm，孔洞不得和板邊緣連接起來，否則不合格； c.焊縫兩端不許打磨。

（2）金相評價：a.焊接咬邊位置處剩余板厚tr（包含打磨和拋光以后）不能小于原始板厚的0.8倍；b.焊縫厚度不能小于原始板厚的0.8倍。c.焊縫不得有裂紋缺陷。d.焊縫上氣孔面積之和不得大于焊縫總面積的10%。

2.3 氣體保護焊監(jiān)控

氣體保護焊是利用氣體作為電弧介質，并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊。

電弧熱量集中，能量密度大，可輕易焊透厚板材，且焊縫對裂紋的敏感性低，廣泛用于返修。其次，氣體保護焊也用于底盤下部等汽車結構部件的連接。

佛山工廠多采用CO2氣體作為保護氣體的氣體保護焊，簡稱MAG焊（Metal Active Gas arc Welding）。在高爾夫車型頂蓋上，還采用了MIG焊（Metal Inert Gas arc Welding），保護氣體為氬氣。

對氣體保護焊的金相檢驗評價，遵循大眾集團標準PV6728，評價方式如下：

2.3.1 外觀評價：（1）一條焊縫不得低于零件標準圖紙要求長度的80%，合格標準為90%。（2）表面不得有裂紋、燒穿、與板材未融合等缺陷。

2.3.2 金相評價：（1）焊縫截面孔洞面積之和，不得大于焊縫面積的10%。（2）圖2為焊縫喉深SN的測量方法。喉深不得大于所連接板中最薄板的0.7倍。（3）熔深f如圖3所示。當所連接板厚均大于1.0mm時，熔深需大于0.2mm；當所連接板小于1.0mm時，熔深需大于0.1mm。

2.4 鉚接監(jiān)控

利用鉚釘機械的“鑲嵌”作用，實現(xiàn)零件連接的方法。鉚接的特點是簡單易行，設備投入低，不破壞零件表面鍍層，多用在非承重部件及鋁件的連接。

佛山工廠用到的鉚接有拉鉚、沖鉚鉚釘（鎖鉚）、沖鉚螺母/螺柱以及壓鉚。拉鉚以及沖鉚因為其構造不便于金相制樣，檢測手段主要為扁鏟實驗和頂出力等力學性能實驗。下面就壓鉚的金相檢驗評價，進行說明。

對壓鉚的金相檢驗評價，遵循大眾集團標準VW01124-2，評價方式如下：

（1）如圖4所示，鉚釘頂部不得低于板平面0.15mm以上。（2）鉚釘不得穿透所連接板，且鉚釘截面上不得有裂痕。（3）如圖5所示，鉚釘咬合深度不得小于0.1mm。

參考文獻

[1]大眾集團標準.PV6719：2008 鋼板上的激光熔焊評價標準[S].

[2]大眾集團標準.PV1602：2012 激光釬焊與等離子釬焊的評價標準[S].

[3]大眾集團標準.PV6728：2009 鋼板上的氣體保護焊評價標準[S].

[4]大眾集團標準.VW01124-2：2000 鋁制鉚釘在鋼板上壓鉚的評價標準[S].

作者簡介：吳方（1985-），男，湖南長沙人，學歷：碩士，研究方向：車身材料與焊接技術。