试验与检测
幸福生活指南
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幸福生活指南
褚希峰 刘玉刚
上汽通用（沈阳）北盛汽车有限公司 辽宁 沈阳 110000
摘 要：随着科学和技术的进步，汽车制造的技术得到了快速的发展，推动着汽车制造技术不断发展和创新，汽车企业为了竞争生存和发展，在研发和制造过程中缩短了周期，降低了汽车制造的成本，同时提高了汽车的质量和性能，促使汽车制造业更好地发展。各种工艺的改进百花争鸣，尤其是焊接强度检测技术，有了很大程度的提高。由于焊接技术的强度，具有操作简单的优势，目前已经在许多行业的焊接中被广泛地应用，尤其是在汽车制造业。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对汽车白车身焊接强度检测提出了一些建议，仅供参考。 关键词：汽车；白车身；焊接强度检测
引言
汽车钣金零件的焊接质量决定了最终的
产品质量，焊点质量的检测因此显得相当重
要。为了保证质量，就必须要选择合理的检
测方法，严格按照检测要求及规范进行执行。
1、车身强度分析简述
1.1车身强度分析的目的
汽车的白车身承载着汽车在包括静止起
步、制动、左转、右转和垂直冲击等各种工
况下的整车重力，加速度等。白车身的各个
零部件在各种工况下的受力方向及大小也各
不相同，为了保证白车身在正常行驶过程中
不发生开裂，变形等严重影响客户体验和产
品质量的问题，白车身设计时就必须保证其
各个零部件有足够的强度。车身强度分析的
目的便是在设计阶段对白车身各个零部件在
各种工况下的受力大小进行考核，考核其是
否低于零部件材料本身的强度。若低于零部
件本身的强度，则表示此处车身强度不足，
必须进行加强。若高于零部件本身的强度则
表示此处车身强度合格。
1.2车身强度分析的方法
根据整车静止起步、制动、左转、右转
和垂直冲击五种工况，在ADAMS 里面计算提
取出各工况下前后悬架、前后减震器连接点的载荷，施加到相应点。考虑重力场作用，对轮心进行约束，并对于约束惯性释放。据此分析白车身在五种工况下各个零部件的受力大小。车身强度分析结果判断的准则是：车身最大应力不超过其零件的屈服强度。 2、汽车白车身焊接点焊常见缺陷模式及原因
焊接是一个热量传导、转化的过程，焊接热量Q=I 2Rt ，因此点焊质量缺陷大部分可以通过调整焊接时
间（t ）、焊接电流（I ）、电极压力等参数解决。最严重的缺陷是漏焊，即应焊未焊、缺少焊点，将会直接影响该区域的连接强度，必须杜绝。可能的原因有：人为操作失误遗忘或者焊错位置、焊接参数设置不当等。其次是虚焊，工件接触点未获得足够的热量导致没有焊核，这种焊点经凿测检验会脱开。可能原因有：电极头磨损严重、焊接电流过小、板材之间胶水过多等。第三是焊点压痕深、不平整。通常压痕深度15%以内是正常现象，但对于诸如用户可见的外露焊点，其表面平整度等级要求较高，可以在焊接时加垫铜板来改善表面焊接质量。如果焊点压痕超过30%或者倾斜扭曲，也会判定为焊接缺陷，可能的原因有：电极头不对中、焊未与工件垂直、零件匹配差、焊接压力过大、焊接时间太长等。第四是焊接飞溅，形成的根本原因是塑性环来不及包围熔化的金属而飞出。根据飞溅形成时期是在焊接通电加热的前期还是后期，分为“内部飞溅”和
“外部飞溅”，具体形成原因要根据两种不同的飞溅形成机理具体分析。其它焊接缺陷的成因和分析过程类似，不再赘述。后减震器安装点位于后轮包内板上，在垂直工况下，减震器安装点的力为垂直向上方向，经过轮包内外板，直接传递至C 柱内板。而C 柱内板上设计有孔径较大的安全带卷轴器过孔，极大的削弱了C 柱内板在该位置处的强度。而且，如下图所示，C 柱内板仅在上拐角区域设计有加强板，（即C 柱上拐角加强板，材质为SPCD ，料厚为1.5mm ），而在卷轴器过孔区域无加强板。导致卷轴器过孔区域强度很弱。力传递至此时，
C 柱内板在此区域发生变形，进而导致侧围外板也在此处发生变形。
3、汽车白车身焊接强度检测
3.1焊点内部检查的方法
焊点内部检查通常是使用X 射线或超声
波对焊点内部缺陷进行检测。X 射线在穿透物
质时会出现衰减，通过衰减的特性来对焊点
内部的融合情况进行成像，最终检测焊点熔
融的情况。由于受X 射线波长的制约，微米级
的缺陷不能通过X 射线成像来检测。超声波可以直接穿透金属材料，并且在遇到界面的边缘时会发生反射。通过对反射的超声波进行收集，将收集到的回波转化成电信号，再将电信号转化成图像，最终实现对焊点熔核和缺陷进行成像（图1）。易操作、高灵敏度、无辐射和低成本是超声波测量的优点。目前超声波测量的主要难点是无法直接对焊点缺陷定性，需要进一步拆解才能确认。
3.2检测频率的制定和检测面所需条件 （1）检测频率的制定。钣金零件的焊点质量检测包括外观质量检
测和内部质量检测。通常所有的焊点都要求进行焊点外观质量检测，所以对焊点外观进行检测后再进行内部质量检测。内部质量检测通常使用抽检的方式，对保证抽检的结果具有参考意义，所以一般选取生产首末件进行检测。另外，若在生产过程中存在影响焊点质量的变化点（如焊极头更换、焊极头修磨），也应该对变化点前后的焊点质量进行抽检。（2）检测面所需条件。由于超声波检测和X 射线检测都是利用“波在不同状态的板材中折射/反射”的原理进行测量和成像，所以焊点检测面的粗糙
度必须满足R ≤6.3μm 。当R ＞6.3μm 时，检测波在焊点表面就会发生折/反射，导致对焊点内部进行成像时出现伪缺陷，从而造成焊点内部质量判断失误。所以，在对焊点检测前，必须对焊点的外表面进行清洁，必要时可进行适当的处理，以此避免因外表面的异常，而对内部质量产生误判。 3.3焊接质量措施 （1）因此现场人员尽量采用熟练工，并尽可能缩短员工的操作时间，使人员对结果的影响最小化。（2）采用FARO 便携式三坐标对夹具进行标定，在保证了导套位置准确的同时也保证了导套垂直度的要求。（3）在采用单根接地电缆的情况下，发生偏弧的次数明显高于采用两根接地电缆的情况。同时，根据现场验证得出第两根接地电缆的位置应尽可能设置在螺柱偏弧的那一侧，削弱因夹具磁化而造成的偏弧问题的发生。（4）首先要确认设计时螺柱的焊接面是平面，其次，若为零件变形，则应立即取消变形件的使用。（5）在生产前做好板件目视检查工作，若发现有污渍、锈迹的问题件，放至一旁，待表面处理完成确认无问题后方可使用。（6）规范员工作业就显得尤为重要。在生产中，一般会将作业内容编制在作业指导书中，并悬挂在可视位置，以供员工学习。同时，还会进行定期的培训级工
艺纪律检查，确保员工作业执行的准确性。（7）在布置螺柱焊夹具时需要注意周边是否空旷，是否有强大磁场干扰焊接。 结束语
综上所述，电阻点焊在白车身中广泛使用，其质量好坏直接决定了整车安全强度和使用寿命。“人工抽检+离线工艺调整”的传统质量检验方式虽然在过往质量控制评价体系下发挥了很大作用，但随着自动化、智能制造的程度加深，这些检验方式的局限性逐步凸显。基于“无损检测+在线实时监控”模式的点焊质量控制评价体系值得大范围推广使用。
参考文献
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