汽车车身焊接质量控制分析

CONSTRUCTION技术探讨引言：随着汽车工业的飞速发展，车身质量要求越来越轻，汽车用钢的种类日益多样化，高强钢、超高强钢的应用也更加广泛。在满足车身安全的前提下，汽车用钢逐渐向高强、减薄的方向发展，对汽车板的要求也越来越高。不仅要求板料具有优良的冲压成形性和油漆相容性，而且要求镀层板具有优异的防腐性以及与基材的结合力。汽车板经成形工艺后，使用焊接工艺将各个零件组装成白车身，汽车用钢的焊接则是车身制造的关键技术之一，车身焊接中，经常会出现气孔、咬边、未熔合等焊接缺陷，影响焊缝品质。焊接质量将对车身安全性、密封性、舒适性等方面产生重要影响。为保证车身的焊接质量，必须要建立起相应的质量保证体系。如前期焊接质量策划、焊接过程监控和焊后检验等手段。前期焊接质量策划主要包括焊接设备的选型、焊接工艺方法的评定和检验项目的确定。焊接过程监控则主要是利用计算技术对电阻点焊过程的焊接参数进行实时监控。监控信息必须与焊接质量有密切的关系，呈一定的函数关系并有期望的准确度；信噪比要足够高，信号再现性好，检测手段易实现等特点。一、现代车身焊装生产特点（一）车身轻量化，促使新材料应用和新焊接技术发展减轻汽车重量可以提高输出功率、降低噪声、降低油耗是众所周知的。若汽车整车重量降低10%，燃油效率就可以提升6%～8%，CO2排放可减少约5g/km。目前欧洲大型汽车制造商正在进行“超轻型工程”，预计将减轻车身自重30%，车体的设计中将采用超过80%的高强钢。除了采用高强钢外，各汽车商正在研究并部分采用了铝、镁轻合金，复合材料用于车身结构。在车身结构设计方面，改进车身部件连接形式也能达到减轻车身重量的目的，如改变零件搭接点焊为激光焊。（二）追求车身安全性，提高车身焊接质量为提高汽车安全性，除了在结构设计、操控系统、安全防护等方面采取措施外，提高车身自身刚性和强度也是车身设计制造工作者的使命。如何提高焊接质量的稳定性，特别是采用高强或超高强度钢、镀层钢并提高其焊接性能，以提高车身关键部位构件的材料强度。为此，必须大量采用先进的新装焊工艺，如激光焊接、中频点焊、摩擦搅拌点焊、胶结点焊等新工艺，提高零部件焊接质量和强度，这将对焊接工程提出更新的要求。二、工艺要求及控制难点（一）焊接质量影响，传统理论难以支持电阻焊接过程较为复杂，包含了多种影响焊接质量的因素，如被焊材料、焊接电流、电极压力、焊接时间、设备冷却、电极材料、形状及尺寸、分流和工件表面状态等。其中光被焊工件电阻率就分为被焊工件本身电阻、被焊工件之间电阻、工件与电极帽之间电阻，他们之间互相影响，并在焊接过程中不断变化，对其变化规律研究较为困难。（二）参数控制困难，生产管理困难电阻焊焊接过程中，最重要的影响因素为焊接电流、焊接压力和焊接时间。在生产过程中，多台焊机的同时工作和电网电压的波动都会对焊接电流产生一定的影响；焊接压力受到工厂整条压缩空气管路的影响；通电时间的长短直接影响电流输入热量的大小，由于电极是内水冷却，电极上散失的热量往往是输入总热量的一半，要相互配合调整，客观的讲每个焊点的焊接条件和结果都是不同的。由于生产节拍较高，样本量大，焊接参数在生产过程中一般不做检测，由工程师定期使用专用设备检查校正，这也增加了由于设备参数变动造成质量风险的可能性。现在各家主机厂都有自己的焊接参数设置规范，但在实际设定过程中，一般都有20%的调节量，并且规范对于一些新工艺条件、新设备、特殊板材，并不适用。（三）控制手段单一现在使用最多的焊接质量检查手段为生产线凿检和定期破检。这两种手段都存在一定的局限性。凿检单个焊点需要占用一个生产循环内10～20秒，很多被覆盖焊点和底部焊点无法凿检，且凿检受工人技能熟练度和水平影响很大。破坏性检查能够最直观反映生产线所有焊点质量，但破检周期一般至少一个月以上，有很大的滞后性，一旦发现虚焊、漏焊，往往已经造成批量事故。并且以单个白车身两万元计算，破检成本也很高。三、汽车车身出现焊接质量问题的原因及应对策略（一）零件的影响在对零件进行焊接的时候，受到高温、搬运等一系列外因的影响，可能会造成在加工过程中零件飞溅、焊穿等问题所以在进行焊接前，要做好质量监控工作，对零件的大小进行严格控制在进行加工前，要清除零件表面的杂质_避免表面产生飞溅。（二）焊接参数总是处于变化状态焊点的质量受到焊接电流和电极压力的影响在进行生产规划的时候，因焊接设备数目的增加，没有考虑到当前工厂设备的使用功率，继续使用以前的功率，造成车间电压不稳，不利于产能的提升针对这个问题，要对车间的供电设备进行改进此汽车车身焊接质量控制分析张江渤长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心　河北保定　071000摘　要：焊接是汽车制造中最主要的工序之一，已经在实际生产中得到广泛应用，汽车用钢和焊接工艺均会对最终的焊接质量产生重要影响，而且，汽车车身点焊质量在很大程度上决定了汽车的整体结构完整性和汽车的刚度，所以在对汽车车身进行焊接工艺时，应该做好点焊焊接工作，因此，本文就现代车身焊装生产特点、工艺要求及控制难点及汽车车身出现焊接质量问题的原因及应对策略进行分析。关键词：汽车；车身焊接；质量控制；分析中图分类号：P213 文献标识码：A第5卷　第12期2015年4月CONSTRUCTION技术探讨外，焊接设备的电流是通过电缆进行传送的，电缆通过铜进行导电，铜会因使用频率的增多而出现老化，输出功率降低针对这个问题，需要经常检查电缆的质量，及时更换电缆。（三）焊钳电极考虑到导电性和成本，一般使用铜作为焊钳电极，电极影响到输出的电流，对电极头的材质选择很重要一些厂家出于利益的考虑，选择一般铜材作为电极，造成电极的使用寿命不长，影响焊接的质量长时间使用会造成电极头的直径变大，要及时对电极头进行维护更换电极时可能会造成电极没有对好，电极冷却位置不正确，不利于电极的冷却所以应确定好冷却的位置。（四）焊接参数焊接参数由电流、压力、通电时间等确定实际生活中，一些企业盲目通过减少通电时间，提高焊接电流来提高生产效率，这种做法容易造成零件飞溅，不能保证焊点的质量。（五）改善收缩性缺陷收缩性缺陷主要包括缩孔和收缩性裂纹。造成缩孔和收缩性裂纹的原因有：在进行点焊时，由于温度的落差比较大，焊接时集中加热，冷与热的交换速度很快，液态金属被包围在金属塑性环中，同时受焊接区金属变形的影响，导致在焊缝的接头处出现收缩性裂纹和缩孔等缺陷。我们可以采取以下措施防止出现缩孔和收缩性裂纹：防止出现缩孔和收缩性裂纹主要靠提高电极压力，特别是熔核形成、焊接区快速冷却时的锻压力来实现。（六）建立焊接工艺评定与质量控制制度在施工现场进行焊接工作之前，需要对焊接工艺的方法、材料等进行选择确定，因此这就需要建立起焊接工艺评定制度，根据指定的焊接工艺评定制度对焊接方法、材料、特殊的焊接节点等进行试验，确保施工现场焊接工作能够顺利的开展。由于工程项目的不同，因此所使用的焊接工艺评定的依据也是各不相同的，因此这就需要施工企业要根据施工现场的具体情况来进行焊接工艺的评定。同时，为了能够更好的调动起焊接技术人员的主动性和积极性，还需要在施工现场建立焊接质量控制制度，设置焊接质量考评机制，使参与施工现场焊接工作的每一位人员都具有强烈的责任心，明确岗位职责，将质量都落实到个人上，确保施工现场焊接质量工作和质量考评工作具有公正公平和科学合理性。（七）点焊外观质量的保证点焊的外观质量主要是指平滑均匀过渡、局部挤压造成的表面鼓起或者无明显的凸肩以及毛刺，点焊表面没有熔化和粘附的杂物出现，没有裂纹出现，在焊接的过程中点焊的位置准确，没有发生点焊造成的工件变形。为了保证点焊的施焊质量，我们采取了以下措施保证焊接质量：在焊件的外表面使用可以浮动电极垫板，这样就可以在一定出程度上减少毛刺等焊接缺陷出现，为了保证点焊位置的准确性和避免造成工件变形，我们在进行施焊时采用点焊导向块就很好地解决了工件变形以及点焊位置不准确的问题。采用有浮动机构的焊钳以避免工件受非焊接压力的作用而变形。四、结束语汽车车身的焊接质量控制一直是汽车界的难题，要对每一个细节进行控制，任何一个零件都可能对整个焊接过程产生影响。因此，在进行焊接时，要注意对材料和焊接方式的选择，采用正确的焊接方法。对焊接过程进行严格控制，保证整个汽车的质量。参考文献：[1]柴英.白车身焊接质量控制研究[D].吉林大学，2010.[2]陈周生.白车身焊接质量控制探析[J].企业科技与发展，2011，10：25-27.[3]陈建明.汽车白车身激光焊接生产线控制系统设计[D].湖南大学，2010.[4]罗生斌.白车身焊接机器人焊接路径规划及其仿真[D].同济大学，2006.[5]许瑞麟，朱品朝，于成哉，熊万里.汽车车身焊接技术现状及发展趋势[J].电焊机，2010，05：1-18.第5卷　第12期2015年4月文章被我刊收录，以上为全文。此文章编码：2015A　 　10004