车门组件点焊缺陷分析与排除

在两块板总厚度的中间部位，熔核 在点焊过程中，电极头表面与中门
偏移向厚件，使薄件焊透率下降，焊 柱外护板是以曲面相切的方式接触
点塑性区移向刚性强度较高的零件， （切点接触），相应地减少了接触面。
而使其结晶后在中门柱外护板上留 这种改型的特点为：a）增大了电流
下点焊凹陷。
密度，减少了热损失；b）使析热集
胶，因为它在这里主要起密封、防蚀 但无法避免产生一些轻微的焊点凹
的作用，不过它固化后也具有黏结 陷，效率也较低，比较适合于小批量
功能。包边后在车门周边关键受力 生产中低档汽车及大型一类维修的
部位再点焊少数几点，取代a 中所述 企业。
的包边后胶加热固化工艺。这种工
b . 机器人点焊工艺。即把工件
艺方法比较简单、可靠且经济适用， 定位在配有铜垫板的夹具上，操作
车身修复 BODY REPAIR
往往就是投资不能太大，生产成本 不能太高。因此我厂首先分析投资 成本较低的手工点焊车门的工艺缺 陷。
采用手工点焊车门周边工艺主 要有两个缺陷：焊点表面质量不稳 定及生产效率较低。这里所说的焊 点表面质量不稳定，是指车门外板 焊点处的凹陷或凸包有深有浅，而 且没有规律。经过试验证明，产生这 种缺陷的主要原因是，进行点焊时 由于人为操作的随意性而引起的。 从理论上分析，只要垫在车门外板 上的铜板足够平整；电极工作面锉 得足够平；点焊时能保证电极垂直 于焊体表面，就能保证车门外板焊 后焊点处基本平整，即使有轻微的 焊点凹陷也能经打磨后消除。但该 工艺由于是用手工进行点焊，前面 两项条件基本能达到，但是第三项 条件即保证点焊时电极始终垂直于 工件表面，任何人都无法百分之百 做得到。因此，如何保证点焊时电极 始终垂直于工件表面成了解决问题 的关键，而只有机械装置所带动的 电极才能在点焊时始终保持垂直于 工件表面，机器人点焊工艺及多点 焊工艺也都是通过机械装置来实现 的。就生产效率而言，采用此工艺效 率较低的原因很明显：一是焊点分 布散、不集中；二是由于此工艺是通 过逐点进行焊接，焊接速度自然低 于多点焊机多个点同时进行点焊。
高下电极头寿命。 b . 选择合理的焊接工艺规范。
在实践过程中，我厂以采用硬规范 为原则，即采用火焊接电流 IW，相 应调整电极压力 FW，同时对上电极 的电极头端面直径也加以调整，最 终得出采用如表 2 所示的焊接工艺 规范参数，既能保证焊点焊接牢固 可靠，又使得焊点表面无凹陷。
3.维修注意事项 ①更换车门新面板须选择最佳 的夹具。我厂三个小车维修车间更 换车门面板时，均由车身制造车间 提供适合车型的车门点焊胎具。在 不具备专用胎具的场合只能使用大 力夹钳定位，然后再对翻边进行定 位点焊。 ②能准确识别点焊常见缺陷(如 图 6 所示)的原因。焊点的最佳形状 是形成椭圆横截面的球状表面，其 形状就像两个碟盘的边对边接合在 一起。而点焊常见缺陷有以下原因 引起。a）焊点尺寸过小：电流不足； 施加压力过大；焊接时间过短。b） 太多的内部焊溅物：电流过大；施加 压力不足；钢板接合面脏污。c）气 孔：施加压力不足；保持时间不够。 d）龟裂：施加压力不足；电极极头 末端形状不平。e）过度凹陷：除了 本文上述电极未垂直于工件表面、 两种零件的材质、外形有差异外，施 加压力过大；电流过大；电极极头末 端过尖也是造成工件点焊过度凹陷 的原因。f）爆裂：电流过大；电极 极头施加压力不足。M
（3）点焊凹陷的排除
中于接触面附近；c）在结合面上形
a.下电极头的改型。从点焊凹 成熔核，使得焊点范围内的零件刚
陷的成因不难看出，要排除点焊凹 性得以提高；d）使中门柱外护板的
陷，必须克服中门柱加板强的刚性， 变形减小；e）下电极头表面的弧形
使该零件与中门柱外护板良好地贴 还可以防止在点焊塑性变形过程中
1.内板总成 2.外板总成 3.车门压合胶 4.焊点熔核 5.电极 6.点焊密封胶 7.铜垫板 ◆ 图 3 组焊结构与焊点分布
由于中门柱加强板的厚度较大，材 意图。
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质较硬，其刚度也较大，加压通电加
从图 4、图 5 可以看出，下电极
热过程中变形小。在上、下电极散热 头的表面呈圆弧型，其弧型曲线与
条件相同时，形成的熔核大致分布 中门柱加强板外形曲线相同。这样，
接区析热与散热条件，调整点焊区 极杆使用焊机内部的循环水冷却，
的温度场，使加热最高温度区接近 而电极头的型面部分采用直接通循
焊件接合面。为此，我厂设计如图 4 环水进行冷却，这样可以使一次点
所示的下电极头（下电极材料为铬 焊循环在电极头表面所产生的热量
锆铜）。图 5 为电极头与工件组焊示 迅速传走，保证了型面的强度，以提
（2）点焊凹陷的原因 上述两零件由于材质、零件外
形不同，所以零件的刚性有较大差 异。使用一般的电极头进行点焊时，
表 1 几种车门周边点焊工艺的比较
序号 1 2 3 4
工艺方法 手工点焊工艺 间接点焊车门周边工艺 机器人点焊工艺 多点焊工艺
投资成本 低 中 高 高
车门表面质量 差 好 好 好
生产效率 低 中 中 高
省去了涂胶工艺，其余同 b，这种工 点焊胎具，多点焊机是大批量生产
艺方法比较适合于卡车等较低档汽 中的专门设备，它一般采用多个阻
车车门的生产。因为这些车档次较 焊变压器及多把焊枪根据所需点焊
低、使用寿命较短，车门不需要具有 工件的形状及焊点位置而分布。采
太好的密封、防蚀等功能。
用这种工艺投资大、成本高，相应地
（4 ）手工点焊车门周边工艺的 改进措施
前面分析了手工点焊车门周边 工艺存在缺陷的原因，针对两个主 要缺陷，我厂采取了相应的措施。为 了保证焊枪电极点焊时始终垂直于 工件表面，我厂采用汽缸带动专用 电极点焊专一的焊点（汽缸直接固 定在车门周边点焊简易夹具上，如 图 2 所示）。为了提高生产效率，我 们把点焊位置间接地集中在同一位 置。这样既能保证点焊时电极始终 垂直于工件表面，又能提高焊接效 率，基本上达到了设计要求。
（1）配件结构状态 中门柱外护板的材料为冷轧08F
钢板，板厚为 0.8mm。其外形曲线 形状较为复杂，该配件系冲压成形， 有较深的拉延型腔，并且尺寸较大， 伴随冲压回弹而引起的变形，刚性 较差。中门柱加强板的材料为冷轧 20 钢板，板厚为 1mm。其点焊翻边 为曲面结构，与中门柱外护板曲面 贴合进行点焊，其组焊结构与焊点 分布如图 3 所示。
e.由于电缆、电极夹头、连杆、 铜板等之间的连接点比较多，为了 保证焊点质量，应防止分流现象的 出现及尽可能降低接触电阻。因此 该绝缘的地方绝缘层要保证可靠， 导路上的连接点须紧密连接。
采用此工装夹具进行焊接的工 艺流程：将车门放置于夹具上定位， 汽缸同时夹紧，用悬挂点焊机在引 出电缆固定的铜排上进行点焊，松 开汽缸，取出工件。由于此工艺不是 直接在车门周边上进行点焊，而是
一个很大优点就是避免了在车门外
由于车门是车身外表件，一般
板产生焊点凹陷，但其工艺繁琐，对 不允许在车门外表出现焊点凹陷，
压合胶、涂胶设备、人为操作、胶固 为了尽可能避免车门外表产生焊点
化的时间及温度等都要求较高，生 凹陷，目前国内主要采用以下几种
产成本也较高，因此比较适合于高 车门周边点焊工艺。
档汽车车门的生产。
适合对象 小批量生产中低档汽车企业 批量生产及维修中高档汽车企业 大批量生产中高档汽车企业 大批量生产中高档汽车企业
76 汽车维修技师·2009 年第 7 期
BODY REPAIR 车身修复
A-A 下电极 焊接凹陷 上电极
焊点
A
A
（a）中门柱外护板与中门柱加强板组焊 （b）中门柱外护板外形曲线 (c)中门柱外护板主视图
当车门受到垂直撞击时，有时 门柱外护板或加强板可能要更换， 更换时很容易出现门柱板面点焊凹 陷。点焊凹陷主要由于两种面板的 材质、外形不同所致。为减少工装投 入、缩短维修期，可通过对电阻焊机 的电极头进行改制，同时选择适当 的点焊工艺规范，能有效排除点焊 凹陷。现以昌河 CH1011 型车的中门 柱为例，介绍点焊凹陷的排除方法。
（5 ）间接点焊车门周边工艺与 其他几种车门周边点焊工艺的比较
综上所述可得出如表1所示的结 论。由表 1 可以清楚地看出，对于占 我国绝大多数的中小批量生产中高 档汽车的企业以及大型一类汽车维 修（含车身配件加工）企业而言，采 用点焊车门周边工艺是非常经济有 效的。
2 . 车门柱外板件表面点焊凹陷 分析与排除
我厂为排除车门组件表面产生 点焊凹陷，在了解了国内车门总成 加工工艺和周边点焊工艺的基础上， 对影响车门周边工艺缺陷原因进行 了分析，经过反复实践，选择了适合 维修的两种点焊新工艺。
1 . 车门总成点焊缺陷分析与排 除
(1)车门总成加工工艺分析 车门总成结构上都是由内板总 成和外板总成组合而成。为了保证 车门有足够的强度和刚性，防止内、 外板之间发生相对串动，目前一般 采用以下几种工艺方法（如图1所示) 来实现。 a.涂胶 - 包边 - 胶固化工艺。此 工艺即在车门内、外板总成合成之 前，在外板总成周边涂上一层车门 压合胶（车门压合胶固化后主要起 黏结车门内外板的作用，同时也具 有密封、防蚀功能），然后包边，最 后进行加热固化。这种工艺方法的
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在这些位置 11 10 9 8 进行点焊
1.铜垫板 2.电极 3.车门总成 4.电缆 5.电极 夹头 6.绝缘垫 7.连杆 8.铜板 9.绝缘垫 10. 铜板 11.底座 12.汽缸
◆ 图 2 车门周边点焊工装夹具结构示意图
间接地在焊点位置引出电缆所固定 的铜排上进行点焊，因此排除了人 为操作影响焊点质量的因素，又提 高了生产效率，所以我厂把此工艺 称之为间接点焊车门周边工艺。该 工艺已经实践检验，确实行之有效。
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（a）涂胶 - 包边－胶固化工艺 （b）涂胶－包边－周边点焊工艺 （c）包边 - 周边点焊工艺
1.内板总成 2.外板总成 3.车门压合胶 4.焊点熔核 5.电极 6.点焊密封胶 7.铜垫板 ◆ 图 1 车门总成加工工艺示意图
75 汽车维修技师·2009 年第 7 期
设计制作注意事项：
a . 铜垫板须与车门外板紧密贴 合，贴合面应研磨平整。
b . 上电极工作面须锉平整，安 装连杆时应保证电极在夹紧状态下 垂直于工件表面。
c.为了保证焊点质量，电极压力 应保证在中等条件下点焊规范所要 求的压力范围内，因此要选好汽缸 的缸径、压力及连杆的力臂比。
d . 为了保证连续工作时电缆不 会发生过热现象及同时保证焊点质 量，连接电缆的横截面积应足够大， 这跟生产节拍及焊接规范有密切关 系。经试验表明，对于普通规范下生 产节拍为 2.5min 的车门生产来说， 横截面积 80mm2 的足够。
合，同时要增加中门柱外护板的刚 电极头碰伤零件的其他部位。为防
性，获得低而均匀的接触电阻，使得 止在点焊过程中因通电加热使下电
熔核位置不发生偏移，从而达到排 极头软化，破坏下电极头表面的弧
除点焊凹陷的目的。为保证薄件上 型面，我厂采用了分体强冷却的方
获得足够的焊透率，应设法控制焊 式，即电极头下端与焊机相接的电
从以上分析可以看出，车门周 焊接质量好、效率高，比较适合于大
边点焊工艺在车门总成加工工艺中 批量生产汽车的企业。
起到很重要的作用。下面再简单介
（3 ）手工点焊车门周边工艺缺
绍一下车门总成周边点焊工艺。
陷的原因分析
（2 ）车门总成周边点焊工艺分
对于大多数中小批量生产和一
类
类维修企业，选工艺时的前提条件
但是很难避免在车门外表产生焊点 机器人进行点焊，此工艺虽然点焊
凹陷，因此它比较适用于旅行车等 质量相对较好，但投资大，生产成本
中档汽车车门的生产，一些较高档 较高，只适合于大批量生产的汽车
汽车车门的生产也有采用此工艺的， 企业选用。
不过对焊点凹陷控制得比较严格。
c.多点焊工艺。该工艺采用多点
c.包边-周边点焊工艺。此工艺 机及专门针对车门总成而设计制造
BODY REPAIR 车身修复
车门组件点焊缺陷分析与排除
上饶 吉国光
随着汽车技术的发展，车主对 车门组件维修要求也越来越高。因 为车门组件是汽车的外表装配件， 它占据车身外表覆盖件的相当大部 分，所以，首先要求车门总成表面光 滑平整，没有压痕、凹陷、凸包等缺 陷；另一方面由于它是活动装配件， 所以要保证和周围零件保持均匀的 门缝间隙、面差高度，这就要求车门 总成整体尺寸精确稳定，强度和刚 性好，不易变形。车门受撞严重需要 更换外板，采用周边点焊是保证车 门整体刚性最可靠、最为经济适用 的方法，但这种方法的一个最大缺 陷就是很难避免在车门外表产生焊 点凹陷。凹陷经过刮泥子填平喷上 金属闪光漆之后，焊点处出现较明 显的泥子疤痕，如果泥子过厚，容易 使涂膜表面起泡，严重影响整车的 外观质量。
a . 手工点焊工艺。该工艺需制
b.涂胶 - 包边 - 周边点焊工艺。 作一简易胎具，铜垫板固定在胎具
涂胶 - 包边工艺同 a，只是所涂的胶 的合适位置，把工件放进胎具定位
必须能导电，它不影响后序进行周 后用悬挂式焊机进行点焊。此工艺
边点焊，通常我们称之为点焊密封 投资少、成本低、占地小、灵活机动，