大眾汽車(chē)車(chē)身連接金相質(zhì)量監(jiān)控

摘 要：車(chē)身連接質(zhì)量是汽車(chē)安全的重要指標(biāo)。要使車(chē)身具備良好的車(chē)身連接質(zhì)量，必須從焊裝開(kāi)始對(duì)車(chē)身生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控。一直以來(lái)，大眾生產(chǎn)的汽車(chē)以其皮實(shí)耐用著稱(chēng)于世。文章以一汽-大眾佛山工廠(chǎng)為例，系統(tǒng)介紹了大眾汽車(chē)的車(chē)身連接質(zhì)量監(jiān)控手段。

關(guān)鍵詞：大眾汽車(chē)；車(chē)身連接質(zhì)量；特殊焊接金相檢驗(yàn)

引言

作為德國(guó)最大的汽車(chē)集團(tuán)，大眾汽車(chē)集團(tuán)生產(chǎn)的大眾牌汽車(chē)一直以其經(jīng)濟(jì)、耐用的特點(diǎn)，在消費(fèi)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(duì)車(chē)身連接質(zhì)量監(jiān)控也提出了很高的要求。在車(chē)身連接質(zhì)量監(jiān)控方面，大眾采用了哪些先進(jìn)的監(jiān)控手段來(lái)確保良好的車(chē)身連接質(zhì)量呢？文章以一汽-大眾為例對(duì)大眾汽車(chē)的車(chē)身連接質(zhì)量的金相檢驗(yàn)監(jiān)控手段為主，對(duì)大眾體系的車(chē)身連接質(zhì)量進(jìn)行了闡述，以期與國(guó)內(nèi)汽車(chē)業(yè)的同行相互交流、學(xué)習(xí)。

1 車(chē)身連接質(zhì)量監(jiān)控

白車(chē)身（注：即焊裝完成的車(chē)身）的車(chē)身連接質(zhì)量監(jiān)控包含三個(gè)方面：對(duì)全車(chē)身大多數(shù)焊點(diǎn)以及以及對(duì)四門(mén)兩蓋折邊膠質(zhì)量的破壞性檢驗(yàn)監(jiān)控、車(chē)身標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)。

金相檢驗(yàn)工作，一般包含外觀(guān)評(píng)價(jià)和金相評(píng)價(jià)兩個(gè)部分。金相檢驗(yàn)，是觀(guān)察焊縫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸，用以評(píng)價(jià)焊縫內(nèi)部質(zhì)量是否合格的方法，除此之外，金相檢驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，還可以用于指導(dǎo)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，以期優(yōu)化不合格的工藝，使之達(dá)到合格。

金相檢驗(yàn)需要對(duì)所檢測(cè)連接進(jìn)行金相制樣。對(duì)有一定長(zhǎng)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(jìn)行制樣，并觀(guān)察截面金相。每道焊縫抽取截面進(jìn)行金相觀(guān)察的數(shù)量需要根據(jù)焊縫長(zhǎng)度來(lái)確定。

大眾標(biāo)準(zhǔn)對(duì)特殊焊接檢驗(yàn)的評(píng)價(jià)分成三個(gè)等級(jí)：不合格，偏差合格，與合格。偏差合格是該連接至少要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，連接達(dá)到偏差合格后，質(zhì)量狀態(tài)可以接受，但仍需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)整改，直至合格為止。

2 金相檢驗(yàn)

2.1 激光熔焊

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

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

佛山工廠(chǎng)采用的焊接方式多為雙層板平頭搭接焊，側(cè)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(diǎn)是耗費(fèi)在調(diào)整兩個(gè)板的尺寸搭接的時(shí)間相對(duì)而言較少，因?yàn)閮蓚€(gè)板的重合區(qū)域明顯。缺點(diǎn)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(dǎo)致連接強(qiáng)度較低。

對(duì)激光熔焊的金相評(píng)價(jià)遵循大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PV6719。評(píng)價(jià)分成兩個(gè)部分：

（1）外觀(guān)評(píng)價(jià)：一條長(zhǎng)焊縫可能是由多條焊縫拼接而成，多條焊縫的長(zhǎng)度之和（d1+d2+d3+d4），偏差合格標(biāo)準(zhǔn)至少要大于總焊縫要求長(zhǎng)度l的80%，合格標(biāo)準(zhǔn)為90%。（2）金相評(píng)價(jià)：a.對(duì)焊縫進(jìn)行縱向剖切檢驗(yàn)。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(guò)大則板與焊縫的剩余厚度不足，導(dǎo)致連接強(qiáng)度下降。如圖1所示，t1與t3為兩側(cè)板的厚度，h1與h3為兩側(cè)板的凹陷深度。剩余厚度Sn采用凹陷邊緣切線(xiàn)到對(duì)應(yīng)板與焊縫借口位置的距離。Sn大于0.7個(gè)對(duì)應(yīng)板厚為合格，大于0.6個(gè)對(duì)應(yīng)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(diǎn)。焊接電流小，激光焊熔深不夠；焊接電流大，又容易導(dǎo)致熔化部分溫度升高，流動(dòng)性增強(qiáng)，在氧槍的吹拂下，流動(dòng)過(guò)快，致使凹陷深度過(guò)大，剩余厚度不足。而為了保證焊接質(zhì)量，工廠(chǎng)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(wèn)題。

佛山工廠(chǎng)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(dòng)，減小了凹陷深度。很好的解決了金相檢驗(yàn)中剩余厚度不足的問(wèn)題。

2.2 釬焊監(jiān)控

釬焊，熔點(diǎn)比比母材低的填充金屬（釬料），加熱熔化后，液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散，形成焊縫的焊接方法。釬焊變形小，接頭光滑美觀(guān)，用于外觀(guān)可見(jiàn)零件的焊接。目前在佛山大眾工廠(chǎng)應(yīng)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(cè)圍焊接，其特點(diǎn)是焊縫美觀(guān)，密封性好，遠(yuǎn)優(yōu)于“點(diǎn)焊+密封條”的方法。

釬焊對(duì)零件尺寸、清潔度及匹配狀態(tài)的要求高，頂蓋及側(cè)圍外板焊前清擦，配有專(zhuān)用的清潔設(shè)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(shù)難題。

對(duì)釬焊的金相檢驗(yàn)評(píng)價(jià)，遵循大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PV1602，評(píng)價(jià)方式如下：

（1）表面評(píng)價(jià)：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(lái)，否則不合格； c.焊縫兩端不許打磨。

（2）金相評(píng)價(jià)：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(hù)焊監(jiān)控

氣體保護(hù)焊是利用氣體作為電弧介質(zhì)，并保護(hù)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(duì)裂紋的敏感性低，廣泛用于返修。其次，氣體保護(hù)焊也用于底盤(pán)下部等汽車(chē)結(jié)構(gòu)部件的連接。

佛山工廠(chǎng)多采用CO2氣體作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱(chēng)MAG焊（Metal Active Gas arc Welding）。在高爾夫車(chē)型頂蓋上，還采用了MIG焊（Metal Inert Gas arc Welding），保護(hù)氣體為氬氣。

對(duì)氣體保護(hù)焊的金相檢驗(yàn)評(píng)價(jià)，遵循大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PV6728，評(píng)價(jià)方式如下：

2.3.1 外觀(guān)評(píng)價(jià)：（1）一條焊縫不得低于零件標(biāo)準(zhǔn)圖紙要求長(zhǎng)度的80%，合格標(biāo)準(zhǔn)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(píng)價(jià)：（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(cè)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(dāng)所連接板厚均大于1.0mm時(shí)，熔深需大于0.2mm；當(dāng)所連接板小于1.0mm時(shí)，熔深需大于0.1mm。

2.4 鉚接監(jiān)控

利用鉚釘機(jī)械的“鑲嵌”作用，實(shí)現(xiàn)零件連接的方法。鉚接的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，設(shè)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(chǎng)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?yàn)槠錁?gòu)造不便于金相制樣，檢測(cè)手段主要為扁鏟實(shí)驗(yàn)和頂出力等力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。下面就壓鉚的金相檢驗(yàn)評(píng)價(jià)，進(jìn)行說(shuō)明。

對(duì)壓鉚的金相檢驗(yàn)評(píng)價(jià)，遵循大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW01124-2，評(píng)價(jià)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(xiàn)

[1]大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn).PV6719：2008 鋼板上的激光熔焊評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn).PV1602：2012 激光釬焊與等離子釬焊的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn).PV6728：2009 鋼板上的氣體保護(hù)焊評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn).VW01124-2：2000 鋁制鉚釘在鋼板上壓鉚的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

作者簡(jiǎn)介：吳方（1985-），男，湖南長(zhǎng)沙人，學(xué)歷：碩士，研究方向：車(chē)身材料與焊接技術(shù)。