浅析白车身螺柱焊焊接缺陷

徐德波 张杰 刘明耀 孔苗德 许道亮

摘要：本文简述了白车身螺柱焊焊接质量缺陷产生的原因，以汽车中常用的螺柱焊为研究对象，结合生产实际，从影响螺柱焊质量的3个方面入手，经过实验分析论证。详细阐述了焊接工艺对螺柱焊接质量的影响。

关键词：螺柱焊;白车身;质量缺陷;质量改善

伴随着汽车工业的不断发展，人们对螺柱焊的认识更加深化。螺柱焊技术的发展得到了更广泛的应用。螺柱焊接技术发展到今天.已经成为西方发达国家的一种基本的热加工方法。目前螺柱焊接方式有两种，一种是手动螺柱焊接，一种是自动螺柱焊接，两者区别仅在于焊接方式不同，人工焊接和机器人自动焊接，其焊接原理和工艺是一致的。白车身与各个部件、仪表、装饰件之间主要是靠焊接在车身上的各类螺柱和销钉连接固定的.每台白车身车上的焊接螺柱多达数百个。其焊接质量与产品车的交付质量息息相关，所以对螺柱焊的质量缺陷研究和解决非常重要。

1 焊接工艺参数影响因素

在白车身试制生产中，由于车型多，大量不同型号板材导致需要多组合焊接参数来保证焊接质量，焊接参数正确性成了焊接强度的关键点。现在量产车型白车身一般是由普通板材、镀锌板、热成型板材拼焊而成，这三种占整车板材的95%及以上。此三种板材的厚度根据所承载的要求不同，划分厚度为0.5mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm。焊接参数主要由焊接时间、焊接电流和焊接电压三个因素组成。其中，焊接电流和焊接时间对焊接参数影响较大，焊接电压影响较小，电流大小的决定了焊接熔核的大小;而焊接时间同样对焊接熔核质量起着重要作用。焊接电流和焊接时间的选择是依据焊接螺柱的直径大小来确定，一定直径的螺柱对应一定范围的电流，较小电流配以较长的焊接时间，而较大电流则可以通过适当缩短焊接时间来保证焊接熔核质量。所以，为了保证强度，要采取不同型号、不同厚度的板材进行螺柱焊接实验。其步骤如下：

1.制作不同板材螺柱焊试片，取样板板材，涵盖全型号、全厚度尺寸，根據螺柱尺寸进行打孔，使之符合焊接尺寸要求。

2.针对不同尺寸的板材进行焊接，焊接形成熔核后采用拉力机进行强度试验，其要求标准为：螺柱焊外观表面无虚焊、焊穿、根部无裂痕、焊偏现象及应无焊穿、焊瘤及明显磁偏吹现象。全破坏：使用钣金锤及专用检验工具，反复敲击及焊接螺柱角度扭曲，使焊缝位置与焊件疲劳断裂剥离焊件撕裂孔洞的直径，（或螺柱带料纽扣的直径）不小于螺柱焊接端面直径的70%，可判断焊接强度合格。半破坏：使用垂子及专用工具，焊接螺柱至少15度并反复弯曲到原始位置，或采用限力咔嚓扳手检验，如果焊接区热影响无变形，则为合格。试板操作：用扭力扳手设置规定扭力值，进行扭力试验后螺柱不脱焊，为合格。

3.焊接强度参数采集，针对焊接强度合格的参数进行采集，形成列表固化，针对自动化螺柱焊焊接，可编辑到系统程序里，方便提取。

2 焊接工况影响因素

在熔核成形过程中，螺柱焊接方向要保持与工件垂直，最大偏斜角度5°之内对焊接质量影响不大，超过这一范围则焊接熔核质量会受到一定的影响。如果螺柱在焊接瞬间倾斜，会出现螺柱一边未焊透，而另一边焊接融合液体飞溅出去，导致熔核质量降低。在进行手工螺柱焊接操作时，螺柱垂直度在很大程度上由操作控制，受人为因素的影响较大。所以螺柱一般是通过夹具或卡板固定焊接位置。由于板件的不平整性，常会出现螺柱焊套与零件表面不平行，这样在焊接过程中就出现了角度问题。相同焊接参数下，垂直和偏转大约1 5°两种焊接对比情况。通过设定扭矩10N来检验，发现垂直角度很容易实现10N。而有发生偏转情况一般不能达到。因此，焊接垂直度严重影响焊接强度，焊接时偏置角度会造成焊接质量变差。螺柱焊材因素上，螺柱端面有引弧结构的螺柱。螺柱引弧容易，可焊性好，目前这也是车身设计的重点考虑方向。

3 焊接质量检查影响因素

在量产过程中，螺柱焊虚焊的质量情况往往是批量出现，这对产品的质量是致命的，所以对产前检查很有必要。检查过程如下：

1.传统操作员工通过铁榔头对螺柱焊进行敲击，受力不均，导致螺柱丝牙变形，对螺柱焊接强度产生破坏，也会造成后续总成件安装产生影响。可采用木制榔头进行敲击抽检，既不会敲坏丝牙也可检查强度。

2.试制白车身手工焊接螺柱尺寸位置存在模糊不清，容易出现焊接螺柱焊接位置错误等现象。可根据螺柱焊接工艺尺寸及数量要求，利用PVC材料制作不同规则形状的标准卡板。对螺柱焊接尺寸和数量进行定位卡接，以此判定螺柱间距和数量是否符合要求。这样做的目的是即可保证焊接位置，也可保证焊接垂直度。

4 结语

本文具体从白车身螺柱焊的两个工艺角度：板厚、板材入手，得出了白车身螺柱焊焊接参数的采取流程。为保证螺柱焊焊接质量，工艺参数的选取很重要，选取合适的焊接工况及焊后质量检验对螺柱焊焊接质量也较为重要。随着螺柱焊在汽车整车厂内应用的不断增多。螺柱焊的质量也将得到进一步的提高。

参考文献

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