淺析白車身螺柱焊焊接缺陷

徐德波 張杰 劉明耀 孔苗德 許道亮

摘要：本文簡述了白車身螺柱焊焊接質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因，以汽車中常用的螺柱焊為研究對象，結(jié)合生產(chǎn)實際，從影響螺柱焊質(zhì)量的3個方面入手，經(jīng)過實驗分析論證。詳細闡述了焊接工藝對螺柱焊接質(zhì)量的影響。

關(guān)鍵詞：螺柱焊;白車身;質(zhì)量缺陷;質(zhì)量改善

伴隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對螺柱焊的認識更加深化。螺柱焊技術(shù)的發(fā)展得到了更廣泛的應(yīng)用。螺柱焊接技術(shù)發(fā)展到今天.已經(jīng)成為西方發(fā)達國家的一種基本的熱加工方法。目前螺柱焊接方式有兩種，一種是手動螺柱焊接，一種是自動螺柱焊接，兩者區(qū)別僅在于焊接方式不同，人工焊接和機器人自動焊接，其焊接原理和工藝是一致的。白車身與各個部件、儀表、裝飾件之間主要是靠焊接在車身上的各類螺柱和銷釘連接固定的.每臺白車身車上的焊接螺柱多達數(shù)百個。其焊接質(zhì)量與產(chǎn)品車的交付質(zhì)量息息相關(guān)，所以對螺柱焊的質(zhì)量缺陷研究和解決非常重要。

1 焊接工藝參數(shù)影響因素

在白車身試制生產(chǎn)中，由于車型多，大量不同型號板材導致需要多組合焊接參數(shù)來保證焊接質(zhì)量，焊接參數(shù)正確性成了焊接強度的關(guān)鍵點?，F(xiàn)在量產(chǎn)車型白車身一般是由普通板材、鍍鋅板、熱成型板材拼焊而成，這三種占整車板材的95%及以上。此三種板材的厚度根據(jù)所承載的要求不同，劃分厚度為0.5mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm。焊接參數(shù)主要由焊接時間、焊接電流和焊接電壓三個因素組成。其中，焊接電流和焊接時間對焊接參數(shù)影響較大，焊接電壓影響較小，電流大小的決定了焊接熔核的大小;而焊接時間同樣對焊接熔核質(zhì)量起著重要作用。焊接電流和焊接時間的選擇是依據(jù)焊接螺柱的直徑大小來確定，一定直徑的螺柱對應(yīng)一定范圍的電流，較小電流配以較長的焊接時間，而較大電流則可以通過適當縮短焊接時間來保證焊接熔核質(zhì)量。所以，為了保證強度，要采取不同型號、不同厚度的板材進行螺柱焊接實驗。其步驟如下：

1.制作不同板材螺柱焊試片，取樣板板材，涵蓋全型號、全厚度尺寸，根據(jù)螺柱尺寸進行打孔，使之符合焊接尺寸要求。

2.針對不同尺寸的板材進行焊接，焊接形成熔核后采用拉力機進行強度試驗，其要求標準為：螺柱焊外觀表面無虛焊、焊穿、根部無裂痕、焊偏現(xiàn)象及應(yīng)無焊穿、焊瘤及明顯磁偏吹現(xiàn)象。全破壞：使用鈑金錘及專用檢驗工具，反復敲擊及焊接螺柱角度扭曲，使焊縫位置與焊件疲勞斷裂剝離焊件撕裂孔洞的直徑，（或螺柱帶料紐扣的直徑）不小于螺柱焊接端面直徑的70%，可判斷焊接強度合格。半破壞：使用垂子及專用工具，焊接螺柱至少15度并反復彎曲到原始位置，或采用限力咔嚓扳手檢驗，如果焊接區(qū)熱影響無變形，則為合格。試板操作：用扭力扳手設(shè)置規(guī)定扭力值，進行扭力試驗后螺柱不脫焊，為合格。

3.焊接強度參數(shù)采集，針對焊接強度合格的參數(shù)進行采集，形成列表固化，針對自動化螺柱焊焊接，可編輯到系統(tǒng)程序里，方便提取。

2 焊接工況影響因素

在熔核成形過程中，螺柱焊接方向要保持與工件垂直，最大偏斜角度5°之內(nèi)對焊接質(zhì)量影響不大，超過這一范圍則焊接熔核質(zhì)量會受到一定的影響。如果螺柱在焊接瞬間傾斜，會出現(xiàn)螺柱一邊未焊透，而另一邊焊接融合液體飛濺出去，導致熔核質(zhì)量降低。在進行手工螺柱焊接操作時，螺柱垂直度在很大程度上由操作控制，受人為因素的影響較大。所以螺柱一般是通過夾具或卡板固定焊接位置。由于板件的不平整性，常會出現(xiàn)螺柱焊套與零件表面不平行，這樣在焊接過程中就出現(xiàn)了角度問題。相同焊接參數(shù)下，垂直和偏轉(zhuǎn)大約1 5°兩種焊接對比情況。通過設(shè)定扭矩10N來檢驗，發(fā)現(xiàn)垂直角度很容易實現(xiàn)10N。而有發(fā)生偏轉(zhuǎn)情況一般不能達到。因此，焊接垂直度嚴重影響焊接強度，焊接時偏置角度會造成焊接質(zhì)量變差。螺柱焊材因素上，螺柱端面有引弧結(jié)構(gòu)的螺柱。螺柱引弧容易，可焊性好，目前這也是車身設(shè)計的重點考慮方向。

3 焊接質(zhì)量檢查影響因素

在量產(chǎn)過程中，螺柱焊虛焊的質(zhì)量情況往往是批量出現(xiàn)，這對產(chǎn)品的質(zhì)量是致命的，所以對產(chǎn)前檢查很有必要。檢查過程如下：

1.傳統(tǒng)操作員工通過鐵榔頭對螺柱焊進行敲擊，受力不均，導致螺柱絲牙變形，對螺柱焊接強度產(chǎn)生破壞，也會造成后續(xù)總成件安裝產(chǎn)生影響?？刹捎媚局评祁^進行敲擊抽檢，既不會敲壞絲牙也可檢查強度。

2.試制白車身手工焊接螺柱尺寸位置存在模糊不清，容易出現(xiàn)焊接螺柱焊接位置錯誤等現(xiàn)象。可根據(jù)螺柱焊接工藝尺寸及數(shù)量要求，利用PVC材料制作不同規(guī)則形狀的標準卡板。對螺柱焊接尺寸和數(shù)量進行定位卡接，以此判定螺柱間距和數(shù)量是否符合要求。這樣做的目的是即可保證焊接位置，也可保證焊接垂直度。

4 結(jié)語

本文具體從白車身螺柱焊的兩個工藝角度：板厚、板材入手，得出了白車身螺柱焊焊接參數(shù)的采取流程。為保證螺柱焊焊接質(zhì)量，工藝參數(shù)的選取很重要，選取合適的焊接工況及焊后質(zhì)量檢驗對螺柱焊焊接質(zhì)量也較為重要。隨著螺柱焊在汽車整車廠內(nèi)應(yīng)用的不斷增多。螺柱焊的質(zhì)量也將得到進一步的提高。

參考文獻

[1]王大明.褚衛(wèi)東.朱麟 汽車螺柱焊質(zhì)量的影響因素分析[J].工藝與裝備2011-46

[2]王軍 轎車白車身螺柱焊焊接工藝[J].焊接技術(shù).第39卷第10期2010年10月

[3]程石來.于百川.程結(jié) 影響螺柱焊質(zhì)量的因素及對策[J].現(xiàn)代制造工程. 2008年第11期