汽车点焊质量保证与缺陷分析
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摘要：点焊是汽车车身焊接应用比较广泛的焊接方式，现代制造业以及高科技产业领域也采用这种焊接方式进行焊接。汽车车身点焊质量在很大程度上决定了汽车的整体结构完整性和汽车的刚度，所以在对汽车车身进行焊接工艺时，应该做好点焊焊接工作，及时地检测点焊的施工质量，对于控制汽车车身的质量具有重要的意义。文章主要分析了保证点焊质量措施和点焊接头主要缺陷产生的原因及预防措施。
中图分类号：TG409 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0072-02
1 点焊质量保证
1.1 点焊工艺设计的优化
汽车工业中，焊接是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用，同时，由于汽车产品的车型众多、结构复杂，汽车车身零部件生产逐渐步入专业化和标准化，汽车制造在成本、效率和质量等方面的综合要求，都决定了汽车焊接加工是一个多学科、跨领域和技术集成性比较强的生产过程。
点焊采用的设备以及点焊质量在相当程度上由点焊的工艺设计决定。应该避免设计多层板，充分考虑点焊的边距和间距。合理安排焊接顺序，这样就可以减少在焊接的过程中出现焊接分流以及焊接变形现象的出现。在进行设计焊接回路时，我们应该尽量减小采用二次回路阻抗。制定出合理的、简便的、经济高效的点焊质检工艺，在进行施焊的过程中应该制定合理可靠的质检工具和方法。施焊前应该制定合适的质检频次和测试仪表及工具。汽车车身整体结构完整性和刚度主要是由焊接质量决定的，因此做好焊接质量工作以及做好点焊检测工作对于汽车车身质量具有重要的意义。
1.2 电极
影响点焊质量的重要零件是点焊电极。电极主要由端部、主体、尾部、冷却水孔等组成。下面介绍电极的主要作用，包括电极可以向工件传递压力、传导电流、迅速导散焊接区的热量。现在点焊时主要采用的电极主要有两种，分别为球面形和锥台形，其中电极端部端面直径d决定了焊件与焊接电极的接触面积的大小。当电流相同时，电极端部端面直径d又是控制电极压强分布范围以及焊接电流密度大小的重要因素。我们在进行电极的选择时，应该充分地考虑到电极在整个点焊过程中起到的作用，在电极进行向工件传递压力时能够很好地控制压力的大小，在电极进行向工件传导电流时能够均匀输送，这样才能够保证点焊的质量。
1.3 点焊的强度保证
要想使点焊有足够的强度，首先应该根据焊件的厚度、材质以及其他的相关技术要求制定合理的焊接工艺和检查标准，在焊接的过程中应该加大管理力度，对焊件的材质进行检查并结合焊件的使用技术要点制定合理的施焊工艺。另外，点焊的质量控制主要取决于采取有效措施来控制不利于焊接工作的各种因素，主要因素有网路电压的波动和性能的变化以及电极端面直径，随着点焊次数的不断增加，电极端面直径在压力和电阻热双重作用下引起电流密度降低。铁磁性物质进入焊钳导致二次回路阻抗的变化。针对这些因素采取的措施有：选用目前先进的微电脑阻焊控制器，可有效克服网路电压的波动及二次回路阻抗变化的影响。在进行焊接时采用的是计算机群控管理和集中控制对焊机的通电焊接进行管控。采用这样的管理措施可以有效地防止出现同时作业的点焊机数量过多，从而减小电源电压下降的概率，使得每个点焊机的电压都控制在允许的范围内。
同时，应该安排专业的质量管理人员对在线所有焊机的工作状况进行检查，这样就可以有效地保证焊接质量，为在施焊时保证汽车车身焊接质量和实现焊接质量达标提供了很好的基础。
其次，我们在进行编制汽车车身焊接工艺时，可考虑到利用微电脑阻焊控制器来控制电极以及施焊时电流的影响，利用微电脑阻焊控制器可以在很大程度上减少电极端面直径变大而引起的电流密度下降，还有由于电极端部损坏对点焊质量的影响。在施焊的工程中不可避免地会出现一把焊钳需焊接板件组合不同的部位。对于这个问题，我们应该采用不同的焊接规范进行焊接，不同部位的焊接要求是不一样的，还有在焊接的过程中容易出现焊工混淆或者遗忘，这些问题已经被焊接技术智能化系统解决了。采用机械人点焊和自动化焊钳就可以解决不同部位焊接标准一样的问题，在焊接夹具上设置程序转换板，进行对焊接规范进行强制转换，能够取得一定的效果，保证点焊的质量。
1.4 点焊外观质量的保证
点焊的外观质量主要是指平滑均匀过渡、局部挤压造成的表面鼓起或者无明显的凸肩以及毛刺，点焊表面没有熔化和粘附的杂物出现，没有裂纹出现，在焊接的过程中点焊的位置准确，没有发生点焊造成的工件变形。为了保证点焊的施焊质量，我们采取了以下措施保证焊接质量：在焊件的外表面使用可以浮动电极垫板，这样就可以在一定出程度上减少毛刺等焊接缺陷出现，为了保证点焊位置的准确性和避免造成工件变形，我们在进行施焊时采用点焊导向块就很好地解决了工件变形以及点焊位置不准确的问题。采用有浮动机构的焊钳以避免工件受非焊接压力的作用而变形。
2 点焊主要缺陷产生的原因及预防措施
2.1 飞溅
飞溅是点焊比较常见的缺陷，飞溅首先依据时间可分为后期飞溅和前期飞溅，其次依据产生的部位可分为外飞溅和内飞溅。点焊时产生后期飞溅的原因是：在进行焊接时由于熔核长大过快，已经超出电极压力能够承受的范围，导致冲破塑性环，在径向造成内飞溅，在轴向冲破板表面造成外飞溅。飞溅不仅仅影响外观，而且对于焊件的疲劳性能和耐腐蚀性都会有一定程度上的影响。前期飞溅产生的原因是：由于前期的清理工作不到位，导致焊件的表面清洁度不好或者焊件表面上承受的压强分布不均匀，这样就会引起熔化的现象出现，这就是压强分布不不均和不洁净的表面导致局部电流密度过高造成的。防止前期飞溅的措施有：首先，加强焊件清理质量管理工作，在施焊前进行焊件表面清洁度的检查；其次，采用渐升电流或者增加预热电流来减慢加热速度，这样就可以避免早期熔化而引起飞溅。
2.2 收缩性缺陷
收缩性缺陷主要包括缩孔和收缩性裂纹。造成缩孔和收缩性裂纹的原因有：在进行点焊时，由于温度的落差比较大，焊接时集中加热，冷与热的交换速度很快，液态金属被包围在金属塑性环中，同时受焊接区金属变形的影响，导致在焊缝的接头处出现收缩性裂纹和缩孔等缺陷。我们可以采取以下措施防止出现缩孔和收缩性裂纹：防止出现缩孔和收缩性裂纹主要靠提高电极压力，特别是熔核形成、焊接区快速冷却时的锻压力来
实现。
3 结语
目前，点焊采用的设备以及成本和点焊质量在相当程度上由点焊的工艺设计决定。在我们进行点焊时为了减少飞溅收缩性缺陷等焊接缺陷的出现，应该加强焊件清理质量，采用渐升电流或者增加预热电流来减慢加热速度，保证焊接的质量。在进行焊接施工时应合理安排焊接顺序，这样就可以减少焊接变形和焊接分流现象的出现。制定合理的质检频次和测试仪表及工具。为了防止出现缩孔的现象，我们在进行焊接施工时应该注意电极压力以及焊接区快速冷却时的锻压力的处理。
参考文献
[1] 吕毅，周华.汽车焊接拼台上的气路系统设计及管路布置浅谈[J].装备制造技术，2008，（3）.
[2] 任桂华.焊接新技术在汽车制造业中的应用及发展趋势[J].现代机械，2005，（3）.
[3] 河南省汽车工程学会第四届科研学术研讨会论文集
[A].
作者简介：张利鹏（1980-），男，辽宁沈阳人，供职于华晨中华汽车控股有限公司中华工厂车身工艺技术处，中级职称，硕士，研究方向：车辆（轿车白车身）焊接工艺及零件尺寸匹配。