螺柱焊焊接质量规范

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长城汽车股份有限公司发布

前言

在白车身焊接工艺中，螺柱焊接质量直接影响着整车的装配，为了提高螺柱焊接质量，○b规范其焊接控制方法，保证和提高整车的装配性，从而编制本标准。

本标准由长城汽车股份有限公司工程院焊装技术部提出；

本标准由长城汽车股份有限公司工程院综合技术部归口；

本标准主要起草单位：工程院焊装技术部；

本标准主要起草人：武万斌、齐庆祝、张彭、王晓阳、朱士超、刘英明。

螺柱焊焊接质量规范○b

1 范围

本标准规定了白车身螺柱焊接的判断基准、焊接过程注意事项、螺柱焊接的检验方法、检验频次等要求。○b

本标准适用于长城汽车股份公司各制造事业部及子公司所有涉及到螺柱焊作业的部门。

2 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

2.1

储能式螺柱焊

储能式螺柱焊：储能式螺柱焊机采用大容量电容作为焊接能量的来源，通过可控硅精确控制放电时间，以瞬间低电压-强电流的方式将螺柱尖端迅速熔化，在外加压力的作用下使螺柱和工作面间隙快速合并，将螺柱牢固的焊接在工作面上，整个过程持续约1 ms～3 ms，储能式螺柱焊焊接过程见图1。

图1 储能式螺柱焊焊接过程

2.2

拉弧式螺柱焊

拉弧式螺柱焊：螺柱接触工件，通电后利用螺柱夹持机构提升螺柱，此时螺柱与工件之间出现稳定燃烧电弧，电弧热熔化螺柱顶部和工件表面，随后螺柱夹持机构压迫螺柱下沉到工件熔池，断电后形成焊接接头，拉弧式螺柱焊焊接过程见图2。

图2 拉弧式螺柱焊焊接过程

3 螺柱焊接质量判定标准○b

螺柱焊接质量判定标准见表1。○b

表1螺柱焊接质量判定标准○b

序号项目标准图片备注

1 虚焊螺柱应完全插入溶池，螺柱

周围焊接均匀

外观

2 熔池过大熔池满足实际焊接效果，表

面均匀美观

外观

3 螺柱倾斜变形焊接时螺柱应垂直焊接表

面倾斜角度为90°±5°

外观

4 母材背面变形焊件背面无严重变形，不影

响后续装配及功能要求

外观

5 焊穿焊件背面无烧穿孔外观

6 螺纹损坏焊接过程中要保证螺纹不

被损坏,用相应的螺母能

够顺利拧入视为合格

外观

7 倾斜检验捶击检验时，当螺柱倾斜角

度不小于30°时，螺柱无裂

纹或假焊等缺陷。

强度

8 扭力扳手检验最小抗扭力值满足相关标

准要求（见表4）

强度

4 螺柱焊工艺规范 4.1 螺柱焊焊接材料

螺柱焊的焊接母材有普通碳钢、高强度钢、不锈钢和铝合金。螺柱焊通常用螺柱材料与所焊母材组合，见表2。

表2 螺柱材料与母材材料组合

螺柱材料 焊接母材

低碳钢、不锈钢 低碳钢、高强度钢、镀锌钢板

低碳钢、不锈钢

不锈钢 铝合金 铝合金 铜合金

铜合金

母材焊接的最小板厚与螺柱端径有关。为了充分利用紧固件强度，防止焊穿和减小变形，母材厚度≥螺柱端径的1/3，当强度不作为主要要求时，最薄也应≥螺柱端径的1/5。 4.3 焊接参数的设定和选取

4.3.1 焊接参数主要包括焊接电流、焊接时间、焊接电压等。

4.3.2 焊接参数的设定，电流主要是根据所焊接螺柱横断面尺寸来选择，实际生产中可根据焊后焊接螺柱的焊接质量进行调整。具体参数设定见表3。

表3 电弧螺柱焊参数设定

用，电流过大则导致焊接熔池的提前出现，不利于工作表面污物的清理，影响焊接质量。

4.3.4 焊接电压、焊接电流和焊接时间是拉弧式螺柱焊的焊接电弧参数，其主要作用是产生焊接电弧，加热并熔化螺柱与工件接合面。焊接接头区域输入能量的大小是决定焊接接头质量的重要因素，能量不足的时候，螺柱和工件接合处熔化金属量太少，导致接合面积小于螺柱面积；能量输入太高，则熔化金属量增多，接头处金属飞溅现象严重。 4.3.5 螺柱焊参数选取规范

获得优质电弧螺柱焊的基本条件是输入适当的能量，而这个能量大小取决于螺柱的横截面积，而输入焊接区的总能量与焊接电流、电弧电压及燃弧时间有关。电弧电压决定于电弧长度或螺柱焊枪调定的提升高度，当提升高度确定后，电弧能量就由焊接电流与焊接时间决定。一般螺栓焊接面直径与焊接电流的关系为I=φ×100A ，与焊接时间的关系为T=φ×4ms ，各种直径低碳钢螺柱焊的电流与时间的关系如图3所示。

图3 各种直径低碳钢螺柱焊的电流与时间的关系

序号 螺柱型号 电弧螺柱焊参数设定

焊接电流（A ） 焊接时间(ms)

焊接电压（V ）

1 Φ3×5.4 300～400 55～60 380

2 Φ3×7.8 220～280 15～20 380

3 M5×14.2 500～550 20～27 380

4 M5×20 500～550 25～30 380

5 M6×12.2 400～500 20～30 380

6 M6×16 450～550 35～45 380

7 M6×20 750～850 45～55 380 8

M8×22

750～850

50～60

380

5 焊接过程注意事项

5.1 检查所有的电气和气动管路是否有损伤现象；

5.2 将工件焊接处的油污、漆层、杂质等擦拭干净，避免影响焊接质量；

5.3 为了保证螺柱焊的焊接精度，工件的定位方式一般采用专用定位夹具进行定位，并且螺柱的焊接部位都应有限位装置；

5.4 焊接部位表面与焊枪的中心线应尽量保证垂直，焊接完毕后拔枪时的方向应与螺柱的中心线一致；

5.5 螺柱伸出长度不应太长或太短，一般保持在1.0 mm～1.5 mm；

5.6 螺柱提升高度是决定焊接质量的一个重要参数，提升高度通常为1.2 mm～1.5 mm；

5.7 为保证焊接质量，螺柱提升高度需根据不同的设备设定具体数值。

6 螺柱焊检验控制方法

6.1 产品破坏检验程序

检验取决于螺柱的类别以及成品车辆上螺柱要求的性能。最常规方法是利用反复弯曲把螺柱从工件上卸下来，若母材被拉穿，则表示焊接合格，否则不合格。

6.1.1 工艺调试过程中应在每一个焊接部位开展焊接破坏性检验，从而确保焊接质量，并查明潜在的可疑区域，对这些可疑区域要进一步做破坏性检验，直到所有焊接质量均能够满足工艺质量要求，达到“合格产品”的标准；

6.1.2 在试生产阶段，为了确保正常生产条件下的焊接质量，在正常生产条件下对每个螺柱焊接的位置都应进行焊接破坏性检验；

6.1.3 在生产阶段，任何区域都应再次进行破坏性检验，以确保其质量。其后，必须在特定现场对所有焊口按周期要求进行破坏性试验，对这些测试结果必须进行持续性分析。对于潜在的可疑区域，要在分总成阶段做更高频率的检测，确保焊接质量得到有效控制，直到采取纠正措施，焊接质量能够完全满足工艺质量要求；

6.1.4 如果发现焊接质量不合格，必须立即隔离问题制件，防止流出，对生产的问题制件及车辆进行追溯，并采取纠正措施。

6.2 生产过程中螺柱焊焊接检验方法

6.2.1 外观检验

6.2.1.1 外观检验主要针对表1中的虚焊、熔池过大、螺柱倾斜变形、母材背面变形、焊穿项目进行检验，检验方法为目视；

6.2.1.2 针对螺纹损坏的项目，可以使用相应型号的螺母进行检验；

6.2.1.3 其他外观检验按照4.1表1中的相关条款和要求执行。

6.2.2 破坏检验○

a

6.2.2.1 倾斜检验○a

6.2.2.1.1.锤击检查○a

锤击检查应在试片冷却后进行,用橡皮锤锤击螺柱的顶端，直到螺柱倾斜到30°以上，检查是否有裂纹或开焊等缺陷，详见图4。

6.2.2.1.2 弯扭检验○a

弯扭检验应在试片冷却后进行，用套管或其他专用工具将螺柱弯扭，使螺柱倾斜到30°以上，检查是否有裂纹或开焊等缺陷，详见图5。

图4 锤击检查