汽車白車身破壞性試驗方法及設備運用探討

郭盛奇 蔣玲麗

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

目前，國內(nèi)外汽車企業(yè)白車身大部分都是用電阻焊來焊接，而對焊點的檢查除了一些無損探傷設備之外，更重要更直觀而且是必不可少的檢查方法就是破壞性試驗。當前，隨著汽車的發(fā)展，越來越多先進的方法及設備研發(fā)出來，極大豐富了破壞性試驗。因此，本文將對汽車白車身破壞性試驗方法及設備運用探討進行詳細的闡述。

2 白車身主要焊接類型介紹

2.1 電阻焊

電阻焊，是指利用電流通過焊件及接觸處產(chǎn)生的電阻熱作為熱源將想件局部加熱，同時加壓進行焊接的方法。焊接時，不需要填充金屬，生產(chǎn)率高，焊件變形小，容易實現(xiàn)自動化。常見電阻焊方法主要有四種，即點焊、縫焊、凸焊、對焊，如圖1。

圖1 電阻焊示意圖

2.2 激光焊

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。

2.3 二氧化碳保護焊

二氧化碳氣體保護電弧焊的保護氣體是二氧化碳，主要用于手工焊。由于二氧化碳氣體的熱物理性能的特殊影響，使用常規(guī)焊接電源時，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過渡，通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷、因此，與MIG焊自由過渡相比，飛濺較多。

2.4 釬焊

釬焊是指低于焊件熔點的釬料和焊件同時加熱到釬料熔化溫度后，利用液態(tài)釬料填充固態(tài)工件的縫隙使金屬連接的焊接方法。釬焊時，首先要去除母材接觸面上的氧化膜和油污，以利于毛細管在釬料熔化后發(fā)揮作用，增加釬料的潤濕性和毛細流動性。根據(jù)釬料熔點的不同，釬焊又分為硬釬焊和軟釬焊，如圖4。

圖3 二氧化碳保護焊示意圖

圖2 激光焊接示意圖

圖4 釬焊示意圖

3 破壞性試驗主要方法

3.1 破拆檢查

主要是運用氣鏟、撬棍、擴張機、鈑金鏨等破拆工具對電阻焊點進行破開，如圖5，按照具體板厚焊接的熔核大小要求，使用游標卡尺以及卡規(guī)對焊點熔核大小進行檢查，同時亦可以對鈑金涂膠進行檢查。

圖5 破拆結(jié)果示意圖

3.2 金相試驗

金相試驗是金屬材料試驗研究的重要手段之一，采用定量金相學原理，由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測量和計算來確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關系。將圖像處理系統(tǒng)應用于金相分析，具有精度高、速度快等優(yōu)點，主要是運用于白車身釬焊、激光焊、二氧化碳保護焊的焊縫的質(zhì)量檢查，輸出金相報告，如圖6。

4 破壞性試驗主要設備

4.1 氣動類破壞性試驗工具及運用介紹

氣鏟作為破壞性實驗目前主要的一種破拆設備(如圖7)，是以壓縮空氣為動力，使其內(nèi)部的錘體進行往復運動，并擊打鏟釬，從而實現(xiàn)鏟子對鈑金焊接焊點進行鑿打作業(yè)，對于撐開焊點的非常實用，優(yōu)點是設備比較簡單，維護方便，價格合理，工作平穩(wěn)，安全可靠，缺點就是笨重，震動強，噪音大，損耗快。

圖6 金相試驗報告示意圖

圖7 氣鏟

4.2 液動類破壞性試驗工具及運用介紹

4.2.1 手動液壓鉗

主要是通過講鉗頭插入分離的縫隙中，手搖液壓泵，產(chǎn)生壓力，推動鍥鐵內(nèi)部的擴張頭，使鍥鐵向外擴張，從而使物件分離，優(yōu)點是省時省力，快捷方便，安全可靠，經(jīng)久耐用，缺點就是笨重，效率差，具體如圖（8）所示。該種設備主要是用于白車身拆下來的小塊零件破壞，對于零件焊接件比較大的部位，僅靠人力作用，不僅破壞效率差，也不符合人機工程，因此這類設備使用的廠家比較少，已經(jīng)普遍采用自動式的液壓鉗。

4.2.2 便攜式自動液壓鉗

主要是通過液壓鉗本身自帶的電池提供電源，然后通過里面的液壓電機，驅(qū)動開口鉗張合，優(yōu)點是輕便易攜帶，價格合適，缺點是續(xù)航能力差，電池需要經(jīng)常更換，不適用長時間的破壞性工作，具體如圖（9）所示。這套設備本身是屬于消防器材，所以只能臨時破一些小的焊接件，不可以長時間進行使用，否則容易造成設備損壞。

圖8 手動液壓鉗

4.2.3 非便攜式自動液壓鉗

主要是用于長時間換人不換機的工作狀態(tài)，對鉗體本身的制造水平要求很高，也是通過電能轉(zhuǎn)液壓能再傳遞給機械能的傳遞方式，組成主要是泵站，鉗體，以及管線。優(yōu)點是擴張力大，能24小時工作，操作方便，缺點是價格昂貴，對場地有一定的要求，具體如圖（10）所示。此類設備在國內(nèi)使用比較少，主要是用于國際知名汽車廠家破壞性實驗使用，比如德國寶馬，奔馳等，由于其直接有正常電源提供，能長時間工作，對于國內(nèi)的廠家，由于破車任務繁重，所以該設備是非常適合的，目前已經(jīng)有多家國內(nèi)車企破壞性實驗開始采購使用，從實際情況反饋回來的信息，效果還是非常不錯的。

圖9 便攜式液壓鉗

5 結(jié)語

通過對汽車白車身破壞性試驗方法及設備運用探討的詳細介紹，可了解到破壞性試驗主要涉及的焊接類型，以及對應的試驗方法，同時可以看出破壞性實驗所需要配備的工具及設備多種多樣，而選擇哪種合適本身工廠實際情況的至關重要，因此選擇合適的，涉及到否能節(jié)省大量資金，是否還能最低滿足本身工廠的破壞性實驗的最大要求。

圖10 非便攜式液壓鉗