奚玉富　劉思揚(yáng)　周福榮

摘 要：針對整車臺架試驗(yàn)中出現(xiàn)的前門導(dǎo)槽支架與前門內(nèi)板焊點(diǎn)開裂問題，開展六西格瑪項(xiàng)目，通過定義、測量、分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證五個(gè)階段，分析導(dǎo)槽支架載荷狀況，識別出引發(fā)開裂的潛在因子，并通過因子排查確定根本原因。最后通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇最優(yōu)方案，實(shí)施方案后問題解決不再復(fù)現(xiàn)。該改進(jìn)方法在解決問題的同時(shí)，證明了六西格瑪方法在車門質(zhì)量管理領(lǐng)域應(yīng)用的可行性，為類似問題的改進(jìn)提供參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鉸鏈門 六西格瑪 臺架試驗(yàn)

Application of Six Sigma Method in Cracking of Car Door Solder Joint

Xi Yufu Liu Siyang Zhou Furong

Abstract：Aiming at the cracking of the solder joints between the front door guide trough bracket and the front door inner panel that appeared in the vehicle bench test， the Six Sigma project was carried out to analyze the load status of the guide trough bracket through five stages of definition， measurement， analysis， design and verification to identify the potential causes of cracking， and determine the root cause through factor investigation. Finally， the optimal scheme is selected through experimental design， and the problem solving will not recur after the implementation of the scheme. While solving the problem， the improved method proves the feasibility of applying the six sigma method in the field of door quality management， and provides reference value for the improvement of similar problems.

Key words：hinged door， six sigma， bench test

1 前言

前門導(dǎo)槽支架與前門使用焊接方式連接，起到支撐固定前門玻璃導(dǎo)槽，從而固定前門玻璃的作用。在十萬次耐久試驗(yàn)中，為避免車門導(dǎo)槽支架開裂導(dǎo)致車門異響甚至損壞，對支架的剛度與焊接質(zhì)量提出了較高的設(shè)計(jì)要求。

六西格瑪是一種注重流程，基于事實(shí)與數(shù)據(jù)，追求完美的質(zhì)量管理方法，本文針對整車臺架試驗(yàn)中出現(xiàn)的前門導(dǎo)槽支架與前門內(nèi)板焊點(diǎn)開裂問題，采用六西格瑪方法開展項(xiàng)目，通過定義、測量、分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證五個(gè)階段，解決了開裂問題，提升車門的質(zhì)量與可靠性，為類似產(chǎn)品的生產(chǎn)、改進(jìn)提供參考價(jià)值。

2 定義階段

2.1 問題描述

某車型在鉸鏈側(cè)門子系統(tǒng)耐久試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)進(jìn)行到71000次時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)，左/右側(cè)前門內(nèi)鈑金焊點(diǎn)（玻璃升降器導(dǎo)槽固定點(diǎn)）開裂，試驗(yàn)完成時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)開裂進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 項(xiàng)目范圍識別與目標(biāo)收益

根據(jù)定義樹識別項(xiàng)目的范圍為該車型左/右前門、玻璃導(dǎo)槽支架、內(nèi)板、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)過程。項(xiàng)目目標(biāo)為經(jīng)過耐久試驗(yàn)后，故障處焊點(diǎn)開裂數(shù)量為0。項(xiàng)目收益為解決焊點(diǎn)開裂問題減少臺架試驗(yàn)次數(shù)，減少試驗(yàn)費(fèi)用，保證整車按節(jié)點(diǎn)上市。

3 測量階段

測量階段是六西格瑪方法以事實(shí)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的具體體現(xiàn)，本階段將通過數(shù)據(jù)分析對測量系統(tǒng)予以評價(jià)，并通過頭腦風(fēng)暴、故障樹圖等手段找出本項(xiàng)目要分析改善的關(guān)鍵因子。

3.1 載荷分析

對前門導(dǎo)槽支架進(jìn)行載荷分析。從系統(tǒng)上來說，設(shè)計(jì)上系統(tǒng)無靜載荷;在關(guān)門的工況下，關(guān)門瞬間前門玻璃會產(chǎn)生劇烈抖動，從而產(chǎn)生動載荷。玻璃產(chǎn)生的動載荷通過導(dǎo)槽傳遞到支架，再傳給焊點(diǎn)。因此關(guān)門瞬間產(chǎn)生的動載荷是焊點(diǎn)的受力來源。

3.2 潛在因子分析

通過頭腦風(fēng)暴方法，從設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)梳理出引發(fā)問題的潛在因子共15個(gè)。

3.3 測量方法與測量系統(tǒng)分析

對于焊點(diǎn)熔核直徑測量我們使用的測量工具為數(shù)顯游標(biāo)卡尺。測量方法：撕裂焊點(diǎn)，將基材拉脫，測量焊接扣（熔核）的最大直徑d1和最小直徑d2，判斷是否熔核直徑D=（d1+d2）/2≥4mm。輸出測量值：焊點(diǎn)合格/不合格。

從測量結(jié)果可知，焊點(diǎn)熔核直徑測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性100%，符合要求。

對于試驗(yàn)關(guān)門速度測量我們使用測量工具為關(guān)門速度測量儀。測量方法：將關(guān)門速度測量儀吸附件在車身上，對準(zhǔn)鎖扣位置，測量側(cè)門在臺架的控制下，實(shí)際的關(guān)門速度V。輸出測量值：關(guān)門速度。

使用minitab分析測量結(jié)果可知，試驗(yàn)關(guān)門速度測量系統(tǒng)量具貢獻(xiàn)率：4.49%（<9%），量具研究變異：21.19（<30%），量具可區(qū)分類別數(shù)：6（>5），該測量系統(tǒng)合格。

4 分析階段

4.1 故障車檢查分析

通過對故障車的試驗(yàn)過程、整車外觀、DTS、附近零件、焊點(diǎn)開裂質(zhì)量進(jìn)行檢查，我們得知試驗(yàn)過程正常;整個(gè)車制造質(zhì)量不高，但車門本身的鈑金制造經(jīng)過專業(yè)工程師跟蹤，質(zhì)量過關(guān)，且這些問題對本問題無影響;玻璃晃動幅度小，在關(guān)門過程中，不會對玻璃導(dǎo)槽及焊點(diǎn)產(chǎn)生額外的動載荷;前玻璃導(dǎo)槽與內(nèi)板焊接匹配良好，沒有靜載荷（內(nèi)應(yīng)力）。

4.2 測量數(shù)據(jù)分析

從焊點(diǎn)質(zhì)量的測量結(jié)果得知，焊點(diǎn)質(zhì)量合格，不是焊點(diǎn)開裂的原因。從關(guān)門速度測量結(jié)果得知：在1.5m/s的關(guān)門速度階段：速度測量值為（1.47±0.091）m/s（按95%合格率4σ水平），最大關(guān)門速度不超標(biāo)準(zhǔn)10%;在2.0m/s的關(guān)門速度階段：速度測量值為（1.99±0.081）m/s（按95%合格率4σ水平），最大關(guān)門速度不超標(biāo)準(zhǔn)10%;因而關(guān)門速度合格，不是焊點(diǎn)開裂的原因。

因此焊點(diǎn)開裂的原因是：支架與內(nèi)板連接方式設(shè)計(jì)不合理。

5 設(shè)計(jì)階段

根據(jù)分析階段得到的根本原因，使用頭腦風(fēng)暴得到14個(gè)解決方案，使用多重投票的方法得到8個(gè)潛在解決方案。

5.1 參數(shù)圖與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過分析，得到系統(tǒng)的參數(shù)圖為：

我們使用L8的正交試驗(yàn)表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，做7因子2水平的正交試驗(yàn)（圖8）。

因?yàn)樵谠囼?yàn)中焊點(diǎn)上部焊點(diǎn)先開裂，然后下部焊點(diǎn)受力嚴(yán)重接著開裂，我們重點(diǎn)參考上焊點(diǎn)的最大應(yīng)力數(shù)據(jù)，并綜合分析中焊點(diǎn)與下焊點(diǎn)的數(shù)據(jù)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知C、D、E 三個(gè)因子都能減少三個(gè)焊點(diǎn)的最大應(yīng)力。因此得出3個(gè)解決方案：1.增加焊點(diǎn);2.焊點(diǎn)開裂處增加結(jié)構(gòu)膠;3.增加對手件料厚（圖9）

通過分析焊點(diǎn)應(yīng)力改善程度得知，方案2對焊點(diǎn)應(yīng)力改善幅度最大，因此使用方案2作為最終解決方案。

6 驗(yàn)證階段

通過CAE驗(yàn)證方案，按照方案更改后進(jìn)行CAE分析，焊點(diǎn)應(yīng)力值為60Mpa，遠(yuǎn)低于內(nèi)板屈服強(qiáng)度 150Mpa，沒有焊點(diǎn)開裂風(fēng)險(xiǎn)。通過實(shí)車驗(yàn)證，在該車型前門玻璃前下導(dǎo)槽支架和內(nèi)板間涂結(jié)構(gòu)膠并進(jìn)行門蓋十萬次耐久試驗(yàn)后，焊點(diǎn)完好未發(fā)生開裂。方案驗(yàn)證有效。

7 總結(jié)

本文通過開展六西格瑪項(xiàng)目的方式研究了在十萬次耐久試驗(yàn)過程中問題，通過流程梳理、試驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)分析等方法，確定設(shè)計(jì)因素是導(dǎo)致焊點(diǎn)開裂的關(guān)鍵因素。通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)與方案對比得到了最優(yōu)解決方案，成功解決該問題，為生產(chǎn)過程帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)本研究方法也體現(xiàn)了六西格瑪方法在質(zhì)量改進(jìn)領(lǐng)域的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，證明了六西格瑪方法在車門質(zhì)量管理領(lǐng)域應(yīng)用的可行性，為后續(xù)類似問題改進(jìn)提供了新思路。