淺析車身車間電阻點焊質量控制體系

摘 要：本文介紹了車身車間電阻點焊質量控制體系的基本內容，簡述該質量控制體系在車身車間的應用。

關鍵詞：白車身；電阻點焊；焊接；質量控制

1 引言

隨著生活水平的不斷提高，轎車進入普通家庭已經越來越普遍，人們對汽車品質的追求越來越高，不僅要求結實耐用、舒適美觀、輕便節能，對車身強度越來越關注，對乘員的安全保護也越來越重視。

白車身的焊接質量是影響車身強度的主要因素之一，車身的焊接強度直接影響著轎車使用的安全性和可靠性。目前，轎車白車身多為承載式全焊接結構，一般由20多個大總成、幾百個薄板沖壓件通過約3000～5000個焊點焊接而成。而在車身的多種焊接方法中，電阻點焊是目前應用最廣泛的焊接方法，控制好白車身電阻點焊的焊接質量，是保證車身強度的關鍵，所以，研究電阻點焊的質量控制及管理就有現實的意義。

2 電阻點焊過程

2.1 電阻點焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并通以電流，利用電流流經工件接觸面及鄰近區域產生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態，使之形成金屬結合。點焊是一種高速、經濟的連接方法，適用于搭接接頭不要求氣密、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構件，廣泛應用于汽車車身等低碳鋼產品的焊接，電阻點焊焊接形成過程基本可以分為以下四個階段，如圖1。

a預壓階段b通電焊接階段c焊后保持階段d休止階段

圖1

2.2 電阻點焊焊接四個基本階段

2.2.1 預壓階段：為了確保在通電之前電極壓緊工件，使工件間有適當的壓力。

2.2.2 通電焊接階段：焊槍兩極通過電流，電流通過工件并產生熔核。

2.2.3 焊后保持階段：斷電流，電極壓力保持，使熔核凝固并冷卻至有足夠強度。

2.2.4 休止階段：斷壓力，并準備開始下一個循環。

以上四個連續的過程形成了電阻點焊接頭。在電阻點焊過程中，影響焊點熔核形成和最終點焊接頭質量的主要因素有：

①接觸表面電、熱、力的接觸狀態；②點焊過程中的熱源大小、分布以及外部熱損失；③點焊接頭中的熱量傳導過程。

電阻點焊熔核則取決于以下三個因素：

焊接時間（T）；焊接回路電阻（R）；焊接電流（I）；焊接熱量Q可表示為：Q=I2RT

因此，在焊接設備和焊件材料等已經確定的前提下，對于電阻點焊的質量控制，主要從焊接電流、焊接時間、電極壓力以及電極形狀和尺寸等幾個方面開展。

3 電阻點焊質量控制體系

白車身的焊接強度是車身制造兩大關鍵控制項之一，車身的焊接強度直接影響著轎車使用的安全性和可靠性。電阻點焊質量控制體系就是以確保車身安全性、可靠性為目標的。

3.1 焊點質量檢驗標準

完善的點焊過程質量控制體系，必須明確焊點質量檢驗標準和檢驗項目，并形成標準化、規范化的檢驗要求。如某廠《電阻點焊質量檢驗標準》是作為判斷電阻點焊質量的依據，如圖3所示。

圖3 過程檢驗標準

3.2 電阻點焊質量預防

焊接設備的狀態直接影響到輸出的電流、壓力等，因此，電阻點焊質量的預防重在確保對焊接設備進行日常監測。如定期核對焊接工藝參數；定期檢測焊鉗輸出的焊接參數；定期點檢焊接設備如電纜的老化情況、電極帽的端面尺寸等。由于點焊是通過焊接設備來完成的，只有對焊接設備狀態進行實時監控，才能預防不合格焊點的產生。表1為電阻點焊焊接參數檢測記錄表。

表1 電阻點焊焊接參數檢測記錄表

3.3 電阻點焊質量控制

在車身車間，影響焊接質量的因素，概括起來有“人、機、料、法、環”五種因素。由于各因素對不同工序的焊接質量的影響程度不同，應區別對待分析。

3.3.1 人——焊工因素

各種不同的焊接方法對操作人員的依賴程度不同，焊工的操作技能和質量意識對保證焊接質量至關重要，因此：

（1）應加強對焊工進行，“質量第一、客戶第一”的質量意識教育，提高責任心；（2）定期對焊工從理論上和實踐上進行培訓，提高實際操作技能；（3）嚴格執行焊接工藝要求，加強焊接工序的自檢與互檢；（4）認真執行焊工考核制度，堅持持證上崗，建立焊工技術檔案。

對于關鍵崗位，還應對焊工進行更細致的培訓和監督，例如焊工質量意識、操作技能等等，應當全部納入考核的范圍。

3.3.2 機——焊接設備因素

焊接設備的穩定性與可靠性直接影響焊接質量。因此，要建立焊接設備檢查制度，保證焊接輸出質量合格，至少應做到：

（1）定期維護和檢修焊接設備，如TPM檢查；重要焊接結構生產前要進行試用；（2）定期檢測焊接設備的焊接工藝參數，確保輸出穩定；（3）建立焊接設備狀況的技術檔案，為分析、解決出現的問題提供思路。

3.3.3 料——焊接零件因素

焊接零件自身的質量是保證焊接產品質量的基礎和前提。為了保證焊接質量，來料的質量檢驗很重要。來料零件表面是否有油污、雜質，零件搭接錯位或變形，都會影響到焊接的質量。因此，在投料之前就要把好材料關，嚴格執行三不原則，才能穩定生產，提升焊接質量。

3.3.4 法——焊接工藝因素

工藝方法對焊接質量的影響主要有兩個方面，一是工藝制訂的合理性；二是執行工藝的嚴格性。在新產品工藝設計時，焊接參數的選取應遵循以下原則：

（1）板厚：兩層板焊接時較薄焊件的厚度，多層板焊接時焊件總厚度的二分之一；（2）按照表2規定的參數規范進行預設置，生產現場可根據實際情適當調整；（3）對于不同厚度的板件，規范參數可先按薄件選取，再按總厚度的二分之一通過試片進行試焊修正，通常選用大電流，短通電時間，來改善溶核的偏移；（4）多層板焊接，按外層較薄零件厚度選取焊接參數，再按總厚度的二分之一通過試片進行修正，當一臺焊機既焊雙層板又焊三層板時，首先按雙層板參數為基準，然后通過試片驗證修正參數，達到既滿足雙層板焊接又滿足三層板焊接；（5）對于鍍鋅板等防銹板的焊接，焊接電流應增大20%～40%；對于高強度板的焊接，隨著其強度的增加，焊接壓力應增大10%～30%，焊接電流延長2CY；（6）電極壓力與氣壓及焊鉗結構等有關，表2中電極壓力可供焊鉗選型和參數設置時參考。電極壓力由壓力計進行測量，通過改變限壓閥的輸出氣壓值改變電極壓力的輸出值（電極壓力值可由焊接壓力值和氣壓值用正比關系求得）。

3.3.5 環——環境因素

在特定環境下，焊接質量對環境的依賴性也是較大的。焊接操作在其它因素一定的情況下，也有可能單純因環境因素造成焊接質量問題。所以，也應引起一定的注意。

通過對以上五個方面因素及其控制措施、原則分析，可以看到，五個方面的因素互相聯系，互相交叉。因此，對電阻點焊的質量控制應有系統系和連續性，綜合考慮人、機、料、法、環各方面因素的影響。

3.4 電阻點焊質量檢驗

在車身制造過程中，點焊的質量檢驗是十分重要的環節，是保證產品質量必不可少的手段，通常包括破壞性檢查和非破壞性檢查。非破壞性檢查又包括目視檢查、鑿檢和超聲波檢測等。

3.4.1 目視檢查：通過目視檢查焊點位置、直徑、表面質量，包括漏焊、壓痕深度、飛濺、毛刺、燒傷、燒穿、縮孔等。

3.4.2 鑿檢：通過選取具有代表性的焊點，將鑿子敲入焊接工件之間，整個工件變形直到焊點材料屈服或嚴重彎曲使焊點拉長，此時如焊點無斷裂或損壞就表示焊點合格；如工件直接脫開或焊點尺寸過小，則表示焊點不合格。圖4為鑿檢示意圖。

3.4.3 超聲波檢測：一種無損檢測，它通過從完整厚度反射的回波系列的長度、信號衰減及中間回波的幅值和位置之間的差別來鑒別出有缺陷的焊點。

3.4.4 破壞性檢查：用鑿等工具完全破壞白車身，檢查焊點是否脫焊、焊點熔核直徑是否符合要求的檢查方式。

以下為某車身車間的焊接質量控制計劃，包括對焊點直徑、焊點表面質量、焊接強度以及焊接參數等檢查的要求。

表3 車身焊接控制計劃

4 結束語

電阻點焊是一個復雜的、多環節過程，在建立了電阻點焊質量控制體系后，在實際生產中還需要精心組織、嚴格執行。對于一個焊接過程，我們通常把它分為焊前、焊中、焊后三個階段。現代焊接工程管理思想認為：“焊前準備得好，等于已經焊接了一半。”這表明了焊前質量控制的重要性。同樣，在焊接過程中的質量控制，焊后成品質量檢驗也是產品是否合格的關鍵環節。所以，電阻點焊質量控制體系應貫穿焊前檢驗、焊接過程控制和焊后質量檢驗的整個過程。

參考文獻

[1]陳裕川.現代焊接生產使用手冊[M].北京：機械工業出版社，2005（3）.

[2]趙熹華.焊接檢驗[M].北京：機械工業出版社，2003（9）.

[3]潘際鑾.焊接手冊.第一卷[M].北京：機械工業出版社，1992（11）.