呂金柱

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

焊接控制一直是國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究的課題。由于微車試生產(chǎn)中影響焊接的因素眾多，使得焊接質(zhì)量控制較為復(fù)雜。本文簡單闡述了微車試生產(chǎn)過程中焊接質(zhì)量控制的一些方法。

1 微車試生產(chǎn)焊接特點(diǎn)

根據(jù)微型汽車低成本運(yùn)行的生產(chǎn)特點(diǎn)，決定了傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊是微型汽車車身焊裝工藝的主要焊接方法。焊接質(zhì)量的好壞直接影響到車身的強(qiáng)度及車身外觀質(zhì)量。電阻點(diǎn)焊過程中受到眾多偶然因素的影響，如零件表面狀況不良、電極磨損、零件間搭接間隙的變化、焊接參數(shù)（電流I、時(shí)間t、壓力Fw）的波動(dòng)等。因此，必須對電阻點(diǎn)焊的生產(chǎn)過程實(shí)施全面的監(jiān)督和檢驗(yàn)，以保證焊接質(zhì)量。

在產(chǎn)品開發(fā)流程里，試生產(chǎn)階段主要指：OTS（工裝樣件）階段、NS（非銷售）階段和S（可銷售）階段。在這3個(gè)階段，零件配合狀態(tài)、工裝夾具調(diào)試狀態(tài)以及焊接設(shè)備的選用，都會有所區(qū)別。因此，焊接質(zhì)量要求、過程控制方法也有所不同。

2 試生產(chǎn)焊接質(zhì)量目標(biāo)

焊接質(zhì)量目標(biāo)在產(chǎn)品開發(fā)的前期就已經(jīng)確定。在微型車?yán)?，把白車身總成焊點(diǎn)合格率，作為焊接主要質(zhì)量目標(biāo)。白車身總成焊點(diǎn)合格率主要以破壞性試驗(yàn)后看熔核大小來衡量。焊接質(zhì)量目標(biāo)分階段如下：

2.1 OTS及NS階段

焊點(diǎn)必須同時(shí)滿足下列條件：

（1）關(guān)鍵焊點(diǎn)合格率為100%，一般焊點(diǎn)合格率≥95%；

（2）同一焊點(diǎn)樣式內(nèi)的焊點(diǎn)合格率≥90%，且兩個(gè)不合格焊點(diǎn)間，至少間隔3個(gè)合格焊點(diǎn)；

（3）端部焊點(diǎn)必須為合格焊點(diǎn)。

2.2 S階段及SORP（正式生產(chǎn)）后

（1）關(guān)鍵焊點(diǎn)合格率為100%，一般焊點(diǎn)合格率≥98%；

（2）同一焊點(diǎn)樣式內(nèi)的焊點(diǎn)合格≥90%，且兩個(gè)不合格焊點(diǎn)間，至少間隔3個(gè)合格焊點(diǎn)；

（3）端部焊點(diǎn)必須為合格焊點(diǎn)。

3 OTS階段焊接質(zhì)量控制

3.1 OTS階段存在影響焊接的主要因素

（1）零件之間搭接狀態(tài)不好。在OTS階段，大部分零件的模具還未達(dá)到最佳狀態(tài)，部分零件還存在手工調(diào)整等，零件配合狀態(tài)不好，存在離空現(xiàn)象（如圖1）。

（2）工裝夾具未調(diào)試好。在OTS階段，工裝夾具剛加工裝配完成，沒有經(jīng)過調(diào)試，這樣就會存在夾具與零件離空，夾具夾不緊零件（如圖2）。

圖1 零件離空

圖2 夾具夾不緊零件

（3）焊鉗與夾具干涉。焊鉗與夾具干涉會產(chǎn)生焊接分流現(xiàn)象，影響焊接（如圖3）。

圖3 焊鉗與夾具干涉，產(chǎn)生分流

由于上述3大因素影響，為保證焊接牢靠性，本階段焊接參數(shù)的設(shè)定值，就必須比常規(guī)生產(chǎn)時(shí)要大。因?yàn)橛绊懙囊蛩卮笮〔煌?，一般情況下，焊接電流比常規(guī)大0.6～0.8 kA，焊接時(shí)間長2～4周波，電極壓力大0.3～0.5 kN不等。以0.8mm板厚低碳鋼的焊接參數(shù)為例，焊接參數(shù)的設(shè)定如表1。

表1 0.8mm板厚焊接參數(shù)

OTS階段焊接，存在大量不穩(wěn)定的影響因素，所以需要對焊接過程質(zhì)量采取特殊的控制和檢驗(yàn)頻次。焊點(diǎn)的檢驗(yàn)方法，有無損檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)。根據(jù)微車生產(chǎn)要求，無損檢驗(yàn)采取的是焊點(diǎn)非破壞性檢查，破壞性檢驗(yàn)采取的是焊點(diǎn)撕開檢查。

3.2 焊點(diǎn)非破壞性檢查

規(guī)定對試生產(chǎn)階段車輛，每一臺車均做非破壞性檢查。非破壞性檢查操作方法（如圖4）：

（1）目視檢查焊點(diǎn)表面質(zhì)量；

（2）將專用的鑿子在距離焊點(diǎn)3～10mm處插入一定的深度（與被檢查的焊點(diǎn)平齊)；

（3）沿焊接方向上下約30°扳動(dòng)鑿子，以檢查焊點(diǎn)是否牢固；

（4）拔出鑿子，用錘子將鑿檢部位調(diào)整還原。

圖4 鑿檢方法

對無法鑿檢的焊點(diǎn)，如鑿子無法達(dá)到的焊點(diǎn)和車身外表面，平整度要求較高的焊點(diǎn)（包括銅板焊接）則用試片檢驗(yàn)代替鑿檢。

方法：用焊鉗在2片約150mm×45mm的試片上焊接出一個(gè)焊點(diǎn)，然后把試片撕開，檢查熔核的大小，判斷焊點(diǎn)是否合格（如圖5）。

圖5 試片檢查焊點(diǎn)

3.3 焊點(diǎn)破壞性檢查

OTS階段每一批次造車，均選取一臺白車身進(jìn)行全車焊點(diǎn)破壞性檢查。

利用液壓張力鉗或氣動(dòng)鑿子，將所有焊點(diǎn)全部撕開。如在一件母材上留下撕洞，在另一件母材上附有熔核，且熔核尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則此焊點(diǎn)合格，否則為不合格?？山柚螛?biāo)卡尺或直尺對熔核尺寸進(jìn)行測量。根據(jù)焊點(diǎn)破壞性檢查結(jié)果，對不合格焊點(diǎn)（虛焊、脫焊）的焊鉗進(jìn)行焊接參數(shù)的調(diào)整。

圖6 焊點(diǎn)破壞性檢查

4 NS階段焊接質(zhì)量控制

經(jīng)過OTS階段零件的整改、工裝夾具的調(diào)試和焊接設(shè)備的優(yōu)化，到了NS階段，影響焊接的因素就相對減少。如果說OTS階段是以焊接牢固為目標(biāo)，NS階段則是重點(diǎn)解決焊接表面出現(xiàn)的問題，如焊點(diǎn)扭曲、飛濺、噴濺等。

4.1 焊點(diǎn)扭曲

焊點(diǎn)扭曲產(chǎn)生的最主要原因，是電極與零件不垂直。一般扭曲角度大于25°即判斷為不合格焊點(diǎn)（如圖7）。解決焊接扭曲的方法，是擺正焊槍的焊接角度，保證電極與被焊接零件垂直，需要時(shí)可采取適當(dāng)?shù)妮o助措施，來保證焊接角度。

圖7 電極與零件不垂直，引起焊點(diǎn)扭曲

輕微的焊點(diǎn)扭曲，在車身外觀焊點(diǎn)也是不允許的。對外觀焊點(diǎn)焊接，可采取增加銅板的方法。增加銅板的焊點(diǎn)對應(yīng)的焊鉗焊接參數(shù)（主要是焊接電流）要適當(dāng)增大，以不產(chǎn)生飛濺為準(zhǔn)。銅板不僅可以防止焊點(diǎn)扭曲，還可以防止深的壓坑等（如圖 8）。

圖8 增加銅板焊接，焊點(diǎn)平整

4.2 飛濺

飛濺按產(chǎn)生時(shí)期，可分為前期和后期兩種；按產(chǎn)生部位，可分為內(nèi)飛濺（處于兩焊件間）和外飛濺（焊件與電極接觸側(cè)）兩種。

前期飛濺產(chǎn)生的原因，大致是焊件表面清理不佳，或接觸面上壓強(qiáng)分布嚴(yán)重不勻，造成局部電流密度過高，引起早期熔化，此時(shí)因無塑性環(huán)保護(hù)，必發(fā)生飛濺。

防止前期飛濺的措施有：加強(qiáng)焊件清理質(zhì)量，注意預(yù)壓前的對中。有條件時(shí)可采用漸升電流或增加預(yù)熱電流來減慢加熱速度，避免早期熔化而引起飛濺。

后期飛濺產(chǎn)生的原因，是熔化核心長大過度，超出電極壓力有效作用范圍，從而沖破塑性環(huán)在徑向造成內(nèi)飛濺，在軸向沖破板表面造成外飛濺。這種情況一般產(chǎn)生在電流較大、通電時(shí)間過長的場合?？捎每s短通電時(shí)間及減小電流的方法來防止。

NS階段焊接過程質(zhì)量控制方法和OTS階段基本一樣：非破壞性檢查、破壞性檢查。NS階段增加了車身Audit檢查。

（1）非破壞性檢查。和OTS階段一樣，每一臺車均做非破壞性檢查。

（2）破壞性檢查。根據(jù)OTS階段破壞性檢查結(jié)果的好壞，NS階段做1～2臺白車身破壞性檢查，若干零部件破壞性檢查。

（3）車身Audit檢查。在每批次生產(chǎn)的下線白車身里抽取1臺拉到車身Audit區(qū)，由Audit檢驗(yàn)員對白車身進(jìn)行焊接、表面、裝配尺寸等的檢查（檢查表見表2）。

表2 微車試生產(chǎn)階段Audit評審報(bào)告

5 S階段焊接質(zhì)量控制

經(jīng)過OTS和NS階段的對焊接質(zhì)量的控制，到了S階段，焊接質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到要求。S階段對焊接質(zhì)量的控制，主要是防止發(fā)生焊接參數(shù)的不穩(wěn)定而出現(xiàn)變異的情況，同時(shí)也要控制飛濺、裂紋、縮孔等缺陷的產(chǎn)生。

S階段焊接過程質(zhì)量控制方法，繼承NS階段的控制方法：

（1）非破壞性檢查。和NS階段一樣，每一臺車均做非破壞性檢查。

（2）破壞性檢查。做1臺白車身破壞性檢查。

（3）車身Audit檢查。每批次或每天抽取1臺車進(jìn)行Audit檢查。

6 結(jié)束語

焊接過程是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，只有根據(jù)不同的焊接狀態(tài)，采取不同的焊接工藝參數(shù)范圍，采用不同的控制方法，才能達(dá)到其控制目標(biāo)。

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