第4期机电技术
67
汽车白车身焊接质量控制及常用检测与评价方法
施雅丽
(厦门金龙汽车车身有限公司，福建厦门361023)
摘要：从焊接工艺人手，重点介绍汽车白车身采用电阻电焊、凸焊以及C 02焊的焊接质量控制及常用检测方法和评 价基准，以严格控制白车身焊接部位的焊接强度及外观质量。
关键词：白车身；焊接质量；检测方法；评价基准中图分类号:U 463文献标识码:A
文章编号= 1672-4801(2017)04-067-07
D 01:10.19508/j ki .l 672-4801.2017.04.021
车身壳体是一个复杂的结构件，也是一个典 型的焊接结构件。例如厦门金龙汽车车身有限公 司生产的轻型海狮面包车车身，是由数百个冲压 件、凸焊螺母、凸焊螺栓等，经点焊、凸焊、C 02气体 保护焊等
工艺连接而成。焊接质量的好坏不仅关 系到车身整车的美观还直接影响整个车身质量， 甚至会危及到人身安全；因此，必须对车身焊接质 量进行严格的管控。焊接质量管理必须以降低生 产成本、保证质量达到产品的技术要求为目的，以 提高商品价值为主而达到良好的外观质量。
1电阻电焊
1.1电阻电焊的基本原理及规范参数 1丄1基本原理
电阻电焊简称点焊，是在焊接电极压力作用 下，对焊件通电加热而成的。通常把一个焊点形 成的全过程称为一个点焊循环[1]，它由预加压^通 电加热^维持^休止4个基本程序组成。点焊接 头的形成过程如图1所示。
图1点焊接头的形成程示意图
1.阻焊变压器;
2.电极;
3.焊件;
4.焙核
1) 预加压：在预先加压阶段，通过电极对焊接
零件施加压力，使两零件紧密接触并形成实质性
的接触点。
2)
通电加热：通电加热是整个循环中最关键
的程序。这个阶段是在预压适当时间后开始的， 熔核逐渐形成、长大，在电极压力作用下产生塑性 变
形和强烈再结晶并形成塑性环使焊接件焊在一 起。正常合格的焊接压痕深度不应大于两焊接件 中较薄焊接件厚度的20%。
3)
维持(锻压阶段)：锻压阶段也称冷却结晶阶
段，在焊接电流切断之后，压力要维持一定的时间， 这样熔核在凝固收缩时，不致产生缩孔和裂纹[1]。
4)
休止阶段：在休止阶段，升起电极，取出或
移动焊接件，准备进行下一个点的焊接[1]。1.1.2规范参数的选择
焊接电流、焊接时间、电极压力、电极直径是 影响焊接质量的重要参数；被焊材料的热物理性 能和机械性能、焊接设备的性能以及焊接材料的 状况等都直接影响焊件的焊接参数。因此，选择 零件的焊接参数应先出合格焊点的参数范围， 然后优选出一组最佳焊接规范。1.2点焊质量的检查及基准 1.2.1外观质量
手工打造汽车
检查方法：肉眼观察焊点表面状况。评价依据：焊点表面不允许出现以下缺陷。1) 烧穿/焊穿；焊核及热影响区出现裂纹；焊
点表面或其临近区域不得有可见的裂纹。如图2
所示。
2) 焊接变形、焊点扭曲。缺陷类型：焊点虚
作者简介：施雅丽(1968—)，女，
工程师，研究方向：汽车白车身质量控制。
68机电技术2017年8月
焊。焊点变形的判定应符合表1要求。
表1焊点变形
焊点部位 简图 判定要求
压痕深度>2T A
矣2T 不可接受，判为虚焊
可接受
3) 焊点压痕过深。焊点压痕深度要求见表2。
4) 焊点飞溅和毛刺，如图3所示。严重的毛刺，如处于A、B区(见表3)的焊点毛刺。
图3焊点飞截、毛刺
1.2.2焊点数量
检查方法：目视检查。
评价依据：焊点数量符合产品图纸要求。
1.2.3焊点间距
检查方法：钢板尺/游标卡尺测量。
膽依据：焊点间M均匀(如果焊点间距大于 或小于图纸1«的间距的20%，该点焊是虚焊)。
1.2.4焊点边距(含边缘焊点、端部焊点）
检查方法：钢板尺/游标卡尺测量。
1)边缘焊点。边端部平齐、边缘焊点最小边 距为4.5 mm，为合格焊点；边缘不平齐，边缘焊点 的判定要求如表4所示。
表2焊点压痕深度
焊点部位简图 判定要求
车身外表零件(A、B级)afb或cfd^2Q% afb或cfd>2Q%
镀层板alb歲dd^A O% a/b或c/d>40%
一般零件(C、D级)afb或c/d^0或30%
o/S或 c/<f>30%
可接受
不可接受
可接受
不可接受
可接受
不可接受，判为虚焊表3车賴面质量触区域的划分
区域说明标志部位
A影响外观最明显的部位]1.车身外表面(含车门)底边以上200 mm至流水槽上沿边区域；
3级  2.前、后围外表面，保险杠以上至前、后风窗上框沿区域(版照处除外)
B影响外观
4级
1. 车身外表面下部200 mm以下部位；
2. 前、后围外板，保险杠以下裸露部位；
3. 前、后风窗上框沿和流水槽下沿至顶盖四周侧表面;
4. 坐在车内任何位置上可见的部位
|  1.顶盖上表面；
C人站立不易看见的部位______I  2.开门可见的门框口、立柱表面及门边;
5级  3.被保险杠、灯罩遮挡的部位
汽车质量排行2014
焊点部位
大于任意板材边缘小于任意板材边缘表4边缘焊点的判定要求
简图判定要求
不可接受，焊点为虚焊
吉利雷达
可接受
第4期
施雅丽：汽车白车身焊接质量控制及常用检测与评价方法69
2)端部焊点。端部焊点的判定要求如表5所示。
表5端部焊点
焊点部位
判定要求焊点离端部距离把12
焊点离端部距离你12可接受
不可接受
1.2.5焊点直径
检查方法：钢板尺/游标卡尺测量，焊点如果 呈椭圆形，焊点直径则取最大值与最小值的平 均值。
评价依据：最小焊点直径标准值按以下公式 计算，数值如表6所示。
最小焊点直径=1.15x 5x 及(安全焊点)； 最小焊点直径=1.15雄及(一般焊点）式中:8---最小板厚,mm  〇
表6常用零件厚度对应的最小焊点直径
最薄零件
厚度5最小焊点直径最薄零件 厚度5最小焊点直径安全焊点一般焊点安全焊点—般焊点0.5  4.1  3.31,57.0  5.60.8  5.1  4.1  2.08.0  6.51.0  5.8  4.6  2.59.17.31.2
6.3
5.0
3.0
10.01
8.0
1.2.6焊点内在质量
目前在车身上装焊线上检测点焊质量的方法 主要采用非破坏性检查和破坏性检查(进行扭转 试验)并结合剪切拉伸试验。
1)非破坏性检查(半破坏性检查)。
检查方法：如图5所示，使用锤子和扁铲，将 扁铲楔人两焊点之间，以厚板处建立支点向薄板 一方掰动，直到薄板焊点焊核处发生变形为止。
评价依据：焊点焊核处变形时焊点未发生破 坏则为合格，若发生破坏则为不合格。一般不宜 使用非破坏性检查方法来判定焊点质量的情况 有：最薄板件厚度大于1.5 mm ；有外观要求的焊 点；胶接焊点；扁护无法作用到的部位；单个焊点 部位。
2)破坏性检查。
检查方法：进行试焊件的扭转试验(见图6)， 它是一种随机抽样检验法。
评价依据：最小熔核直径标准值按以下公式 计算，数值如表7所示。
最小熔核直径=5凋(安全焊点)；最小熔核直径=4屈（一般焊点）表7常用零件厚度对应的焊点擦核直径
最薄零件 厚度5最小熔核直径最薄零件 厚度S 最小熔核直径安全焊点一般焊点安全焊点一般焊点0.5  3.5  2.81,5  6.14,90.8  4.5  3.6  2.07.1  5.71.0  5.0  4.0  2.57.9  6.31.2
5.5
4.4
3.0
8.7
6.9
3)剪切拉伸试验。
检查方法：标准试样要求见图7和表8。拉伸 速度不允许超过5 m m /min ；如果只强调剪切拉应 力，则允许最大拉伸速度达到10 方法见
图8)。
2—010
图5非破坏性检査图7
标准试样
70
机电技术2017年8月
表8材料厚度对应的试样样板尺寸
最薄零件、
1.、夂 t .一
试样样板最薄零件
试样样板厚度5
宽度B
厚度S
宽度B
矣
1.0
20>2.5-3.030>1.0-2.5
福特多少钱25
>3.0-4.0
35
F s a ia x
图8剪切拉伸试验
评价依据(见表9):
表9最低剪切拉伸力f 政标准
最薄零件
厚度5/mm
f -A n /点)
最薄零件
厚度3/mm
f J (N /点）0.51420  1.578400.83040  2.0107801.03920  2.5147001.2
5488
3.0
18620
合格：达到最低剪切拉伸力焊点从基体 金属撕开。
有条件合格(工艺应改进）：达到最低剪切拉 伸力碎断在焊点处以剪切断裂出现，碎断表 面无可见裂纹。可见有单个小孔(小孔直径总和<
20%断裂表面直径)。
不合格：小于最低剪切拉伸力F s m i …；小孔直径 总和>20%断裂表面直径。
2凸焊
2.1凸焊的基本原理及规范参数
2.1.1凸焊的基本原理凸焊是点焊的变形，是在两个工件的贴合面 上通过预先加工的凸点接触，加压并通电加热，在 压塌的凸点部位形成焊点的电阻焊方法。凸焊和 点焊的区别在于凸焊的通电加热阶段比点焊多了 一个凸点压溃过程。凸焊的类型有很多种，本文 重点介绍汽车车身上常用的T 形焊，如：凸焊螺 母、凸焊螺栓等。正常的凸焊焊接循环也是由预 加压—通电加热—维持—休止4个基本程序 组成。
2.1.2凸焊的规范参数(见表10)2.2凸焊质量的检查及基准2.2.1凸焊螺母
2.2.1.1外观检查
检查方法：肉眼观察凸焊螺母表面状况(必要 时配合螺栓试装配)。
评价依据：凸焊螺母表面不允许出现以下
缺陷。
1)
螺母螺纹上有影响螺母装配的焊渣、飞溅
或其它杂物；
2) 螺母螺纹因过烧等其它原因被损坏。2.2.1.2强度检查
1)非破坏性检查。
检查方法：特制套筒配合扭力扳手检测，采 用剥离试验检查焊接螺母的焊接强度。如图9 所示，先将焊接的钢板固定住，施加与螺母的中 心轴成直角的回转力，测定使螺母剥离所需要的 扭矩。
表10凸焊的规范参数标准
电流设定值/kA
设备
--------------------------------------------------------压力设定值/k g f 通电时间设定值/eye
下限值 上限值 中心值
M6螺母点焊机8.59.59M8螺母点焊机8.5109.2
350 ~ 400
6~10
M 10螺母点焊机9.0109.5M12康制螺母点焊机
15
17
16
注:“eye”表焊接时间周期，lcyc=0.02 s
。
第4期
施雅丽：汽车白车身焊接质量控制及常用检测与评价方法71
焊接螺母
科鲁兹改装图片扭力扳手
图9非性检査
评价依据：当扭力逐渐增大到标准规定值(见 表11)时，焊接处不得出现任何断裂或变形。
表11凸焊嫌母焊麵度
N-m
螺母规格
最小剥离扭矩
螺母规格
东风本田汽车有限公司
最小剥离扭矩
M 424.5M 1059.0M 524.5M 1278.5M 634.3M 1478.5M 8
44.1
7/16"-20UNF -2B
78.40
2)破坏性检查(抗拉强度试验）。
检查方法及评价依据：给安放在如图10所示装 a ±的螺母总雌加一个力F ，施力速度5 m m /s ，直 到螺母连接处断裂，其断裂值不小于如表12所示 规定值。
3)破坏性检查。
检查方法：用榔头或拉伸机将凸焊螺母完全
F
图10抗拉强度试验
撕裂，测量凸焊螺母凸点端面熔核直径。
评价依据：熔核直径>〇.8d ，d 为凸点直径(见 图11)。当熔核呈椭圆或不规则形状时，取最大和 最小直径的平均值。
图11破坏性检査
2.2.2凸焊螺钉
表12断裂值标准规定值
拉力F /daN (软钢、超软钢)
螺母规格
5=0.705=0.805=1.005=1.255=1.505=1.755=2.005=2.255=2.505=2.755=3.00M 5X 0.802003004005506008009009009009001000M 6X 1.00300
400
45070080090010001000100011001200M 8X 1.25550800900100012001200125013501500M 10X 1.50600
9001000110013001300150016001800M 12X 1.751000
1100
1200140014001650175021007/16-20
1200
1400
1400
1650
1750
2100
拉力F /daN (高强钢）
螺母规格
5=0.705=0.805=1.005=1.255=1.505=1.755=2.005=2.255=2.505=2.755=3.00M 5X 0.80450450450450450800900900900900900M 6X 1.00550
550
55070075085010001300130013001300M 8X 1.25700850950110011001400140014001400M 10X 1.501000
10001300130013001450145014501450M 12X 1.751300
1300
1400140015001800180018007/16-20
1200
1200
1300
1600
1600
1700
注:5表T jK 钢板厚度，mm
。