淺談焊裝外觀焊點控制策略

許騰飛 薛清君 劉智紅 趙賽

摘 要：針對車身上的外觀焊點，歸納出從設計角度和制造角度所應采取的控制策略，并對控制策略進行系統性的介紹，進而為提升整車外觀焊點質量提供參考。

關鍵詞：外觀焊點 結構優化 電鍍鋅 工藝規劃 制件匹配 電極組合

Abstract：Aiming at the appearance solder joints on the vehicle body， this paper summarizes the control strategies that should be adopted from the perspective of design and manufacturing， and systematically introduces the control strategies， so as to provide reference for improving the appearance solder joint quality of the whole vehicle.

Key words：appearance solder joint， structural optimization， electro galvanization， process planning， part matching， electrode combination

1 引言

隨著中國汽車的崛起，整車精致感知質量越來越被顧客所重視，而整車外觀焊點質量是直接可以被顧客目視感知到的外觀質量，直接影響顧客的視覺滿意度，基于以上原因，各大車企紛紛投入大量的人力、物力資源對外觀焊點進行管控，以期提升整車精致感知水平。

2 產品設計

產品設計時，在滿足產品性能、防腐等要求的前提下，還需要從結構、連接方法、材質等方面減少或降低外觀焊點的數量及缺陷，進而降低整車外觀焊點的制造難度系數。

2.1 減少外觀焊點數量

SE工程師在接收到白車身數據后，首先結合總裝內外飾數據，識別整車外觀焊點數量及位置，形成《XX車型外觀焊點清單》，并反饋研發部門進行分析，確認是否可減少外觀焊點數量;

2.2 外觀焊點遮蔽

a）移動焊點位置或加大覆蓋件尺寸

識別距內飾件較近的的外觀焊點，確認是否可將外觀焊點移動至門飾板、膠條、門鎖等內飾件下面或加大內飾件尺寸，進而對外觀焊點進行遮蔽，如圖1示例。

b）產品結構更改

無法移動焊點位置或加大內飾件尺寸遮蔽的，需考慮是否可以對產品結構進行更改，將外觀焊點位置從外露面變更至非外露區域，進而減少整體外觀焊點數量，如圖2示例;

2.3 連接方式變更

針對無法減少，也無法遮蔽的外觀焊點，可以從連接方式進行分析，確認是否可由點焊變更為ARPLAS、激光填絲焊或CMT Braze+等焊接工藝，例：側圍流水槽部位由點焊變更為CMT Braze+焊，整車外觀焊點數量減少24個，如圖3示例;

2.4 材質分析

為提升整車防腐性能，整車鍍鋅板應用越來越廣，隨之而來的是直接影響外觀焊點質量的焊點堆鋅問題，如圖4示例;

為有效解決堆鋅問題，建議從產品設計階段充分分析是否可由熱鍍鋅板更換為電鍍鋅板，由于鍍鋅層厚度不一致，電鍍鋅板材可有效規避堆鋅問題，但需結合防腐等性能要求，如圖5示例;

2.5 焊點排布優化

a）焊點位置弧面應大于等于R400mm，如圖6示例;

b）優先采用兩層焊，板厚比一般不超過2：1，最大不超過2.5：1，如圖7示例;

c）焊點位置沿特征線平行、等距分布、在焊接法蘭的中心，涉及同一個制件左右側均有外觀焊點的，需沿軸線對稱、等距分布，如圖8示例;

3 制造管控

從設計角度無法規避的外觀焊點，必須從制造角度進行管控，從而達到整車外觀焊點要求，主要從以下幾方面開展：

3.1 工藝規劃

在工藝規劃時，應將外觀焊點盡量全部分布在工裝上進行焊接，進而保證制件定位穩定，如圖9示例;

3.2 制件匹配

a）搭接間隙

涉及外觀焊點位置，一般為外觀件和加強板焊接，加強板板材厚，強度高，如兩制件存在搭接間隙或間隙變化，將會造成外觀焊點扭曲及焊點狀態的不穩定性，故需對外觀焊點位置的搭接間隙進行重點管控，一般要求搭接間隙≤0.2mm，如圖10示例;

b）焊接順序

為避免焊接順序造成的制件間隙變化，進而帶來的外觀焊點影響，建議同一工位焊點優先焊接外觀焊點，然后在焊接其它普通焊點。

3.3 焊接調試

a）垂直度

在焊點調試過程中，由機器人焊接的外觀焊點需使用垂直筆比對焊鉗與焊接面的垂直度，保證焊鉗與焊接面垂直，如圖11示例;

對于由人工焊接的外觀焊點，需增加焊鉗導向，保證焊鉗與焊接面的垂直度和焊點位置的一致性，如圖12示例;

b）對中度

調試過程中需對焊鉗的上下電極對中度進行確認，要求對中度≤0.5mm，建議制作專門的卡板進行比對;

c）修磨頻次

設置合理的電極修磨頻次，一般行業內常用的錐形電極帽建議修磨頻次設定為40點小修一次，200點大修一次，具體可依據現場實際情況進行調整，進而保證焊點大小基本一致;

d）修磨效果

調試階段必須對電極整個生命周期內的修磨效果進行確認，保證修磨后電極端面平整，無傾斜，花紋等問題，如圖14示例;

e）參數調試

通過對預壓時間、焊接電流、焊接時間、電極壓力及脈沖次數等參數進行調試，在滿足焊點強度指標的基礎上，重點對壓痕深度進行調試，保證同一區域內所有外觀焊點壓痕深度目視無明顯差異。

3.4 電極選取

外觀焊點一般采用B型或F型上下電極相同型號的組合，但對于一些外觀焊點比較集中的部位，同樣可以采用上下電極不同型號的組合形式，即非外觀面采用普通電極帽，外觀面采用大端面電極帽，如圖15示例;

采用上下電極不同型號的焊接效果，如圖16示例

采用上下電極不同型號的組合形式雖然可以極大的改善外觀焊點質量，但由于受焊接空間及產品型面的關系，通用性較差，所以采用前需充分考慮應用場景，避免設備的浪費。

3.5 返修工位設定

當產品設計和工藝管控所有措施實施后，仍無法滿足整車外觀焊點要求時，需設置專門的返修工位，對外觀焊點進行返修，進而達到外觀焊點的質量要求，保證車輛的正常交付。

4 結語

產品設計人員在進行外觀焊點的設計時，要充分考慮到各種性能要求，在滿足性能要求的前提下，盡可能的從產品結構、連接方式，材質及焊點的分布區域、對稱性、流暢性、隨形等因素提升外觀焊點的可制造性。

工藝設計人員結合同步工程人員，對產品外觀焊點進行充分識別，無法從設計避免的，需要從工藝方面進行優化管控，確保外觀焊點的基地生產可行性和產品質量。

本文根據外觀焊點的特性及相關影響因素，歸納了控制外觀焊點的主要因素，對外觀焊點的設計及制造管控有一定的借鑒意義。

參考文獻：

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[2]黃天茂，韋業忠，陳實，劉麗芳.機器人電阻焊火花飛濺降低及控制 [J].時代汽車，2018（03）：45-46+69.

作者簡介

許騰飛：（1985.10—），男，專科，漢族，河北保定人。

趙 賽：（1987.03—），男，本科，漢族，河北保定人。

劉智紅：（1989.09—），女，本科，漢族，江西南昌人，助理工程師。

薛清君：（1990.01—），男，本科，漢族，河南信陽人，助理工程師。