白车身试制过程中的焊接质量控制分析

白车身试制过程中的焊接质量控制分析

马亚杰冯长松王磊

长城汽车股份有限公司河北保定071000

摘要：当前我国汽车产业在近20年的发展历程中，在进行整车生产尤其是白车身焊接方面，已经实现了质的飞跃，但在试制阶段受限于制造数量少及制造周期短，仍处于手工操作的状态，但白车身作为整车装配的载体，与其他工序之间又具有承上启下的紧密联系，同时为了满足量产前充分验证的需要，试制白车身的焊接质量尤为关键。因此，文章就白车身试制过程中的焊接质量控制展开论述。

关键词：白车身；试制过程；焊接质量；控制措施

引言

轿车车身是汽车的重要组成部分，它很大程度上影响着消费者的购买欲望，提升车身的外观品质以及内在质量成为众多汽车生产商的迫切需求。想要在竞争激烈的汽车市场占有自己的一席之地，就要不断创新，树立自己的品牌优势，其中一个重要的方面就是车身的焊接质量，检测环节的重头戏也在这个环节上，可以说有效地控制试制白车身的焊接质量，不论对其质量控制还是争夺市场都有着不可替代的意义。

1试制白车身焊接概述

试制白车身焊接工艺相比于量产阶段有显著不同，主要体现在工装集成度高，手工操作的焊接一致性波动大等方面，但同时车身焊接工艺对以下几个方面又有着决定性作用：（1）决定车身的外形轮廓及装配精度；（2）决定车身的刚度及安全性；（3）决定汽车内部空间的舒适性及承载能力；（4）决定和影响着车身的自重及耗油指数。对于后两项来说，在设计阶段已有相应的仿真计算和评估，但前两项对于后续的试验验证有着至关重要的作用，其主要通过几何尺寸质量水平、焊接强度和焊接参数的准确性、焊接后外观缺陷这三项指标评价其质量。

图1轿车白车身基本构造及焊装流程图

2试制白车身焊接控制技术概述

白车身是汽车制造过程中，比较关键的组成部分，其焊接质量的高低将会与汽车整体质量保持着密切的相关性。为了更好的提高白车身焊接控制质量，下面将会对不同焊接技术的焊接控制方法给与介绍。

2.1点焊焊接质量

在对白车身焊接质量进行检测过程中，首先需要检查人员按照要求对焊点进行编号，并通过目视的方法对全部的焊点进行检查，查看其是否有焊点扭曲、烧穿、焊接裂纹、压痕过深等缺陷，并对发现的缺陷焊点号进行记录。其次，检查人员可以借助凿子、锤子、无齿锯、风铲及老虎钳等工具来凿检自车身焊点，测量熔核直径，查看其是否满足设计要求。对于熔核直径小的焊点需要给予详细的记录，并采取有效措施给予解决。最后，还需要根据实际情况来对焊接工艺参数进行优化和调整，随后还需要对其进行复检，同时也可以借助超声波检测仪来对其进行无损检测，并根据熔核直径特点来选择相应的探头，以确保点焊焊接质量。

2.2凸焊焊接质量

在进行功能件装配过程中，大多数是借助螺纹进行连接的，此时对其进行凸焊强度检查，可以确保车身质量的稳定性。凸焊焊接质量检查包括以下几个方面：（1）拉脱力检查。其一般是将螺栓安装在螺母位置，一侧压住板材，一侧顶在螺栓端面，用手扳动加压，当达到一定的拉力值时螺母未发生脱落现象即为合格。（2）扭矩检查。其主要是借助简易套筒扳手来套住螺母外缘，然后借助一定的外力扳动，如果表盘指针达到规定扭矩值后，并未见螺母脱落现象即为合格。（3）敲击检查。如果上述两种方法无法进行的情况下，可以借助0.5磅木锤对螺母外缘进行敲击，如果螺母未松动或脱落即为合格。

2.3螺柱焊接质量

在白车身试制过程中，螺柱焊是比较常用的一种连接技术，但是在螺柱焊时，极易受到外界环境因素的影响，此时就需要全方位检查螺柱焊接强度和质量。通常情况下，对螺柱焊接强度进行检查的方法有：（1）扭矩检查。其主要是借助扳手来对螺柱检测适配器进行安装，一般是将其套到螺柱上，当达到一定的扭矩要求后未发生脱落现象即为合格。（2）弯曲检查一般是借助简易的套筒扳手来对螺柱头部进行套住固定，然后扳动15°，查看其根部有无可视裂纹或是否脱落。（3）拉力检查。其一般是借助拉力试验机来对其进行测量，一侧拉住螺柱，另外一侧压住板材，对其脱离时所产生的力进行检查。

3试制白车身焊接质量控制措施

3.1细化焊接工艺

分工位编制的焊接工艺指导书，须与本工位的工装夹具相结合，明确该工位的工装数量，每套工装对应的零件数量、焊点数量，以及上料顺序、工装加紧顺序、焊接顺序和焊接的参数，焊接工艺须确保在冲压零件尺寸符合要求的前提下，焊接不会导致尺寸偏差，更不能出现焊点质量或者紧固件焊接质量出现缺陷。

电阻点焊的焊接参数是充分考虑焊点所对应的钣材属性和板材厚度后设定的参数，一般情况均为二层或三层焊，该状态下一般以次厚板的板厚作为依据设定焊接参数，特殊情况下会存在四层板焊接，此时必须提前完成料片试验从而确定相应的焊接参数。

另外白车身上存在众多的螺柱螺母焊接，该焊接参数是以端部直径或者端部凸焊点的个数来确认凸焊或提弧焊的参数，同时焊接完成后须进行破坏性试验以及非破坏性扭矩检测试验，两者均符合要求（板材撕裂的同时扭矩达到要求）方可认定焊接质量满足要求。

3.2高效发挥夹具的定位功能

充分发挥夹具的定位以及夹紧功能，将零件固定在正确的位置并保持不变，基本要求是完全符合GD&T定位要求，对于实际焊接过程中狭长形钣金零件需增加相应的辅助基准，一是用于确保零件处于正确位置，同时也可检测零件本身是否符合尺寸要求；另外在靠近定位焊点的位置须有相应的基准面和加紧面，从而确保各定位点的尺寸准确。

针对工装上的焊点顺序，一般原则为先完成主定位方向的定位点，再完成次定位方向的定位点，最后完成其他焊点（定位焊完成后理论上可打开夹具进行焊接而不会造成尺寸偏差）。若零件存在偏差，一般判断依据为，厚度低于1mm零件与夹具的间隙不大于2mm为宜，厚度大于1mm零件与夹具的间隙不大于1mm为宜，否则零件偏差过大会影响焊接后尺寸。

有效地利用夹具，在空间上对零部件的位置进行约束，尤其对于那些强度较低、极易变形的薄板而言，夹具难以发挥出夹紧定位的功能。因此，在对它们进行定位约束时，要科学合理的设定定位的点数及位置，尽量根据安装孔的情况来分析其定位的基准点。

3.3强化焊接质量的检测

电阻点焊质量的检测，分为破坏性检测和非破坏性检测两种方法，破坏性检测多用于量产阶段，在项目前期通过检测撕裂的每个焊点焊核直径确保焊接质量，耗时长所需专业设备多。试制阶段多采用后者，主要为非破坏性凿检和超声波检测。

采用非破坏性凿检的方法，要求凿检后焊点处钣金不出现脱开为合格依据，核心在于制定检查规则，通过多项目验证发现，同样的板材组合下的焊点，采用每次检测其1/3，即每3辆车完成一轮全部检测的方法，既可有效确保无焊接缺陷外溢，同时也较全检节省2/3的资源，提升效率。同理，针对高强钢和内部有涂胶无法采用凿检的方法进行检测的焊点，采用相同原则利用超声波设备进行检测，检测焊核直径是否合格。如发现批量性焊接问题则应尽早调整焊接参数，确保后续焊接质量。

结语

良好的试制白车身质量为后续工作提供重要保障，也能为后续量产车身的质量控制提供有效指导。但试制阶段仍处于车身数据未完全冻结阶段，焊接工艺和焊接工装的开发有着客观困难，所以需要借助工程师积累以往项目中丰富的经验，形成有效的工艺开发指导，以对后续项目工艺开发提供技术支持，长期来看这也是逐步提升焊接工艺开发和焊接质量控制的有效途径。

参考文献：

[1]刘春光.白车身试制过程中的焊接质量控制解析[J].黑龙江科技信息，2017（03）：96.

[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.