汽车制造电阻点焊缺陷探析

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随着经济社会的发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具，焊接技术已广泛应用在汽车制造中，在被应用的焊接技术中电阻点焊占据绝大部分。汽车的整体质量很大程度上取决于点焊质量。焊点质量精度较高的汽车，使汽车的安全系数和整体性能大大提升，给用户留下良好的印象。点焊缺陷会降低汽车整体强度，使得组件无法正确装配，影响汽车的安全性。在汽车生产制造过程中及时发现点焊缺陷，并对焊点采取相应的修补措施，对降低生产成本，提高生产率具有重要意义。因此，降低焊接缺陷，提高焊点质量，是提高车身质量的关键因素。本文主要结合某汽车厂实际焊装生产线，分析汽车制造中常见的点焊缺陷，分析焊接缺陷产生的原因，并提出焊点的质量控制措施，以达到减少或消除焊接缺陷，提高汽车质量的目的。如果汽车点焊焊接缺陷未被及时发现，并加以控制，轻则影响作业进度，重则降低汽车安全系数，因此找到点焊质量的影响因素及质量控制措施尤为重要。

1常见的点焊缺陷

1.1焊点穿孔

焊点穿孔是焊点出现整体烧穿或溢出的现象，特别是车身的关键位置焊点，焊点穿孔会严重降低焊点强度。焊点烧穿现象如图1所示。焊点穿孔的原因及解决措施如下。（1）点焊参数不合适，如焊接电流偏大，点焊时间太长，电极压力偏小等。可通过适当调整点焊工艺参数，使得点焊电流、点焊时间及电极压力相匹配，来解决穿孔问题。（2）点焊电极或母材焊前未严格清理，表面不清洁，点焊电极头端面尺寸小或修整得太尖锐，使点焊时能量集中在某一点，从而导致工件烧穿。可在焊前严格清理电极和工件表面，按规范修整电极头端面并选用合适的电极。

1.2焊点裂纹

焊后裂纹是在焊点周围出现裂纹的现象，产生的原因及解决措施如下。（1）点焊工艺参数不匹配，如电极压力过大、电极头断面尺寸偏小、保持时间不足等。可通过调整焊接工艺参数，严格控制焊接工艺，解决焊接裂纹问题。（2）电极使用时间过长，冷却效果变差，使焊点结晶时间变长导致焊接裂纹的出现。应焊前检查，确保冷却水路畅通，采用铬锆铜高散热的电极，加强电极的冷却效果。

1.3焊点毛刺

点焊结束后，在焊点周围出现的毛刺会降低工件的表面质量，影响后续零部件的装配工作，用手触摸会出现刮伤的情况。焊点毛刺的原因及解决办法如下。（1）点焊电流过大、焊接时间短。可通过适当降低焊接电流，加大点焊时间解决此问题。（2）焊点处在工件边缘、工件表面未严格清理、电极头端面不符合规范要求。应在焊前工件表面严格清理，修整电极头端面或采用合适尺寸的电极头。

1.4焊点扭曲

点焊后出现焊点造成板材表面严重扭曲或焊接变形的现象，由于板间翘离（变形），限制了熔核尺寸的长大，点焊变形对零部件的外观质量及强度影响较大。焊点扭曲变形如图3所示。焊点扭曲的原因及解决办法如下（1）点焊电流及电极压力过大，电极头断面尺寸偏小。可通过规范点焊工艺参数，减小焊点扭曲变形。（2）工件接触不良，点焊钳上下两电极与被焊工件表面偏斜。在点焊操作时应严格按规范操作，将点焊钳放到与被焊工件表面垂直位置后再进行点焊。

1.5位置偏差

焊后焊点偏离指定位置10mm以上的现象，当焊接工艺规程上未明确给出尺寸公差范围时，一般认为焊点位置偏差应控制在20mm以内。焊点位置偏差会使得焊点局部强度降低，如果在汽车关键承重位置有焊点位置偏差的情况，会降低汽车的整车强度。焊点位置偏差如图4所示。焊点位置偏差的主要原因是未在指定位置点焊，应提高工作人员操作规范，点焊前在焊点指定位置做标识来消除焊点位置偏差。

1.6边缘焊点

边缘焊点即焊点没有被金属板材边缘所包含，这是非常严重的点焊缺陷，会大大降低焊点强度。边缘焊点如图5所示。边缘焊点产生的原因是设计焊点时，未考虑到焊点边距的问题，操作工人粗心大意，偏离指定位置进行点焊。在进行焊点位置设计时，应合理布局，避免边缘焊点的出现，提高焊接工规范操作意识。

1.7压痕过深

汽车钣金件厚度一般为0.7mm左右（不同部位厚度有所差异），焊点压痕过深会严重降低焊点强度，一般要求焊点压痕不能超过板厚的一半。压痕过深如图6所示。压痕过深原因及解决办法如下。（1）点焊工艺参数不匹配，使得焊接热量集中，热出入过大。可通过严格控制焊接规范，使点焊电流、电极压力、点焊时间相匹配，减小焊点冷却结晶时间。（2）电极长时间使用，电极冷却效果不良。可加强电极水冷却作用，提高电极的冷却效果。

1.8虚焊

未形成熔核或熔核尺寸小于白车身强度要求的规定值，肉眼观察焊点发白即为虚焊。虚焊产生的原因及解决办法如下。（1）焊接电流过小，焊接时间短。应严格设计焊接工艺参数，并规范执行。（2）点焊电极偏斜、不对中，电极表面有杂质，电极水冷效果不良。焊前应按规范对电极进行打磨修整，点焊时保证电极对中，并加强电极水冷效果。

1.9漏焊或多余焊点

焊点数量少于或多于规定数量，都会使得工件强度下降。产生漏焊或多余焊点的主要原因是由于不按照规范进行操作，或操作人员粗心大意，造成漏焊或多余焊点。可通过三级检查制度，即操作工自检自查、班组长检查、专业检验人员检查，避免此类现象的产生。

1.10喷溅

（1）内部喷溅，即两焊件间有金属溢出。产生的原因及解决办法如下。1）点焊电流过大、电极压力小。可通过调整焊接参数解决。2）板间未紧密贴合或有脏物，应严格清理板材表面，加大电极压力。3）边距过小、焊点靠近板材边缘，应合理设计点焊接头位置。（2）表面喷溅，即板材表面局部有喷溅。原因是有电极压力偏小，预压不充分，电极或工件表面有杂质，使得电极与工件未良好接触。可通过提高电极压力，充分预压，焊前清理电极及工件表面，使点焊电极与工件充分接触。

2点焊质量检验

为了保证汽车的点焊质量，防止质量不合格的工件流入到下道工序，对点焊的质量控制应建立一套完整的体系。通常汽车点焊质量控制可分为：焊前预防、焊接过程中质量控制和焊后成品检验等3部分。

2.1焊前预防

通过以上汽车点焊常见的缺陷产生的原因分析，我们发现大部分点焊缺陷的产生都与点焊参数的不规范及工件表面有杂质等有关。因此，在实际生产中电阻点焊前，应做好焊前准备工作，从根源上避免或减少焊接缺陷的产生。对点焊设备进行日检查、周检查、月检查，复核焊接工艺参数，确保焊接工艺符合规范要求。定期测量焊接工艺参数实际输出值与给定值是否一致。做好点焊设备的维修、维护保养工作，保证设备的良好运行。对质量不稳定的焊点处建立质量控制点，能很好地预防不合格焊点的产生。

2.2焊接过程中质量控制

焊接过程中再次核对焊接参数与焊接工艺规程是否一致，严格执行焊接规范操作，做好焊点自检自查工作，发现缺陷，及时处理。建立焊点的实时监测工作，确保及时发现不合格焊点，减少不必要的损失。

2.3焊后成品检验

2.3.1破坏性检验。（1）撕破检验。借助简单工具在点焊生产线对焊点进行旋转、剥离和拉开，可获得焊点的熔核尺寸、未熔合及是否有内喷溅等缺陷。（2）金相检验。将点焊试件按要求制成金相件，对于车用镀锌钢板，通常使用4%的硝酸酒精作为腐蚀液，通过显微镜观察试件内部组织，可分析焊点的熔核直径、焊透率及内部缺陷等。（3）剪切检验。剪切法是用拉伸机将试板的两图6压痕过深示意端夹紧后剪切拉断，通过剪切实验，可以获得点焊接头的力学性能值。对焊点进行破坏性检验，破坏了工件或产品的原有形状，并且只能对部分焊点进行检验，如果对整车所有焊点进行破坏性检验，检验后破坏了车身的整体结构，无法修补只能报废，相对来说检验成本较高，而且抽样频率较低，不利于及时发现问题。2.3.2非破坏性检验。（1）外观检查。用肉眼或借助低倍放大镜检查焊点表面是否存在缺陷，可用于检查焊点表面裂纹、烧穿、喷溅等缺陷。（2）楔张检验。利用扁铲、手锤等工具对焊件进行楔张检查，在生产现场常用来检查焊点是否牢固。对焊点进行非破坏性检验，工件没有受到破坏，是汽车厂普遍采用的日常检验方法，该方法具有成本低、效率高的特点，能够及时发现焊点的表面缺陷，但不能检测到焊点的内部缺陷，具有一定的局限性。而超声波无损检测技术的普及应用，能够发现焊点的内部缺陷，对发现焊点缺陷，提高焊点质量，降低生产成本具有重要意义。

3点焊质量管理

点焊质量检验的目的不是检验出焊点的缺陷，更多的是为了能够及时发现缺陷或不产生缺陷。汽车车身都是在焊装流水线批量生产，如果焊接缺陷未被及时发现，流入到总装配生产线，需要将该构件重新返回到焊装线进行补焊、补漏、校正等，影响生产作业进度，提高了生产成本，因此，为了较少或消除焊接缺陷，在做好质量检验的基础上，为保证点焊过程的稳定，更要做好焊接全面质量管理，具体如下。（1）提高工作人员质量意识，部分点焊缺陷的产生，如漏焊、多余焊点等，与操作人员的工作态度和技能水平有关，即未严格执行点焊工艺，没有严格执行操作规范，员工质量意识淡薄。因此，员工应持证上岗，岗前应进行严格的理论教育与实操培训，提高工作人员的操作技能水平和质量意识。（2）生产中所使用的点焊设备及工装量具等，操作者应能够正确操作进行生产，做好设备的运行状态跟踪，对设备使用前后运行状态确认，能够及时发现设备异常情况，定期对设备进行保养与检修，保证设备精度与可靠运行，提高生产率，保证焊点质量。（3）严格进行物料管理，做好入库检验，建立使用管理台账，从根源上把好质量关。对于点焊钣金件，焊前严格清理待焊工件表面的污物，按工艺文件要求进行焊前装配，保证装配间隙。对于焊装生产线所加工出的焊件要符合质量要求，以确保总装的顺利进行。（4）制定焊接工艺文件，合理设计质量控制措施和生产管理办法。各工序流程应合理布局，减少零部件的运输路线，在点焊生产线应建立质量控制点，制作点焊工艺文件，点焊设备操作工应严格执行工艺标准。（5）保证测量工具和试验设备的准确性，对于点焊生产线，定期对点焊设备进行检查检测，保证其可靠运行，对于焊点要进行自检自查、班组长检测、质检人员检测三级检测制度，避免不合格焊点流出焊装生产线。（6）建立生产车间环境管理制度，生产现场环境应保持清洁，原材料及设备等应规范摆放，生产车间温度、湿度、光线等符合生产技术文件要求。生产车间有相关安全环保设备和措施，职工健康安全符合法律法规要求。电阻点焊具有热量集中、焊接成本低、生产率高的特点，是一种安全、高效的焊接方法，在汽车制造中广泛应用。而点焊缺陷的产生，直接影响了整车的刚度和完整性，因此了解汽车制造中点焊缺陷产生的原因，做好点焊质量管理及质量检验，对消除焊接缺陷，降低生产成本，提高生产率，保证整车的质量具有重要意义。

作者:廉杰 吴犇 单位:哈尔滨华德学院