试制白车身焊接质量控制研究

试制白车身焊接质量控制研究

随着人们生活水平的日益提高，作为日常代步工具的汽车已经逐步实现了普及。同时，人们对汽车的外观、功能以及舒适度方面也提出了更为个性化的需求。车身是汽车外观的主要载体，轿车白车身焊装质量对整车的美观度具有重大的影响。文章对这一环节质量控制的关键技术进行了分析与研究，希望能够为相关技术人员提供充足的理论参考依据。

标签：白车身；焊接；质量控制

Abstract：With the improvement of people’s living standard，the automobile，as a daily means of transportation，has been popularized step by step. At the same time，the appearance，function and comfort of the car also put forward more personalized needs. Car body is the main carrier of automobile appearance，and the welding quality of car body in white has a great influence on the beauty of the whole car. This paper analyzes and studies the key technology of quality control in this link，hoping to provide sufficient theoretical reference for the relevant technical personnel.

Keywords：BIW；welding；quality control

我国汽车产业在近20年的时间发展历程中，在整车生产尤其是白车身焊接方面，已经实现了质的飞跃，但在试制阶段受限于制造数量少及制造周期短，仍处于手工操作的状态，但白车身作为整车装配的载体，与其他工序之间又具有承上启下的紧密联系，同时为了满足量产前充分验证的需要，试制白车身的质量尤为关键。因此，须充分重视对试制阶段白车身焊接质量的控制。

1 试制白车身焊接概述

试制白车身焊接工艺相比于量产阶段有显著不同，主要体现在工装集成度高，手工操作的焊接一致性波动大等方面，但同时车身焊接工艺对以下几个方面又有着决定性作用：（1）决定车身的外形轮廓及装配精度；（2）决定车身的刚度及安全性；（3）决定汽车内部空间的舒适性及承载能力；（4）决定和影响着车身的自重及耗油指数。对于后两项来说，在设计阶段已有相应的仿真计算和评估，但前两项对于后续的试验验证有着至关重要的作用，其主要通过几何尺寸质量水平、焊接强度和焊接参数的准确性、焊接后外观缺陷这三项指标评价其质量。

2 试制白车身焊接的影响因素

2.1 焊接工艺

焊接工艺主要包括焊接工位排布和上料顺序排布、工位内的焊点顺序、焊接参数（包含电阻点焊和紧固件焊接）以及焊接质量检查标准四个方面。首先试制阶段的特殊性决定了白车身焊接的工装集成度高，在确保各定位符合GD&T要

求的基础上，合理安排零件的上料和焊接顺序对完成后的尺寸有至关重要的作用；其次需保证在工位内多个焊点的焊接顺序和合理，降低焊接过程中出现的累积误差以及确保定位焊点在工装上的有效焊接，从而保证尺寸的稳定性，再次需保证在焊枪可达的前提下，不同的料厚组合需要采用相对应的焊接参数（包括焊接压力、焊接电流、焊接时间等），从而确保每个焊点的焊接质量，为后续的车身强度验证提供准备有效的数据支持；最后则是要开发有效的检测标准，针对不同焊点开发破坏性检查和非破坏性检查的标准，为完成后的白车身检查提供有效依据。

试制阶段在考虑以上因素的前提下，还要尽量采用简易、合理、经济的焊接方式、焊点布置以及检测标准。

2.2 焊接工装

多数冲压钣金零件的刚性都较差，且试制阶段的零件尺寸也会存在一定程度的尺寸波动，需要通过焊接工装对其进行固定，使它们处于正确位置上，并保持合理的搭匹配间隙，所以试制阶段的工装既承担零件定位的作用，同时也在一定程度上充当检具检测零件偏差进而矫正零件变形的作用。试制白车身的焊接工装多为手工操作工装，要求对每个零件须按照GD&T图纸要求进行定位。另外，手动工装在试制过程中定位销也会发生偏移、松动或者磨损等现象，导致所定位产品件的位置也随之发生偏移，或者產品件所受的夹紧力发生变化，从而对装配尺寸造成影响。

2.3 冲压零件尺寸

试制阶段的冲压件一般都会采用工序较少费用相对较低的软模零件，同时因试制需求的零件数量较少，外加冲压调试的时间短，会出现部分冲压零件尺寸不满足要求的情况，该情况也会影响到焊接质量和尺寸。

2.4 焊接操作的一致性

试制焊接工艺对车间人员的操作水平具有较高要求，要求每次焊接须完全按照工艺要求的顺序、参数以及姿态进行操作，同时要求焊接质量进行检测，由于车间人员的流动会导致不同的人之间操作有差异，所以需要开发细致的操作指导书，明确操作的顺序、参数等，最大程度降低由于操作差异导致的焊接质量波动。

3 加强白车身焊接质量控制

3.1 细化焊接工艺

分工位编制的焊接工艺指导书，须与本工位的工装夹具相结合，明确该工位的工装数量，每套工装对应的零件数量、焊点数量，以及上料顺序、工装加紧顺序、焊接顺序和焊接的参数，焊接工艺须确保在冲压零件尺寸符合要求的前提下，焊接不会导致尺寸偏差，更不能出现焊点质量或者紧固件焊接质量出现缺陷。电

阻点焊的焊接参数是充分考虑焊点所对应的钣材属性和板材厚度后设定的参数，一般情况均为二层或三层焊，该状态下一般以次厚板的板厚作为依据设定焊接参数，特殊情况下会存在四层板焊接，此时必须提前完成料片试验从而确定相应的焊接参数。

另外白车身上存在众多的螺柱螺母焊接，该焊接参数是以端部直径或者端部凸焊点的个数来确认凸焊或提弧焊的参数，同时焊接完成后须进行破坏性试验以及非破坏性扭矩检测试验，两者均符合要求（板材撕裂的同时扭矩达到要求）方可认定焊接质量满足要求。

3.2 高效发挥夹具的定位功能

充分发挥夹具的定位以及夹紧功能，将零件固定在正确的位置并保持不变，基本要求是完全符合GD&T定位要求，对于实际焊接过程中狭长形钣金零件需增加相应的辅助基准，一是用于确保零件处于正确位置，同时也可检测零件本身是否符合尺寸要求；另外在靠近定位焊点的位置须有相应的基准面和加紧面，从而确保各定位点的尺寸准确。

针对工装上的焊点顺序，一般原则为先完成主定位方向的定位点，再完成次定位方向的定位点，最后完成其他焊点（定位焊完成后理论上可打开夹具进行焊接而不会造成尺寸偏差）。若零件存在偏差，一般判断依据为，厚度低于1mm零件与夹具的间隙不大于2mm为宜，厚度大于1mm零件与夹具的间隙不大于1mm 为宜，否则零件偏差过大会影响焊接后尺寸。

有效地利用夹具，在空间上对零部件的位置进行约束，尤其对于那些强度较低、极易变形的薄板而言，夹具难以发挥出夹紧定位的功能。因此，在对它们进行定位约束时，要科学合理的设定定位的点数及位置，尽量根据安装孔的情况来分析其定位的基准点。

3.3 强化焊接质量的检测

电阻点焊质量的检测，分为破坏性检测和非破坏性检测两种方法，破坏性检测多用于量产阶段，在项目前期通过检测撕裂的每个焊点焊核直径确保焊接质量，耗时长所需专业设备多。试制阶段多采用后者，主要为非破坏性凿检和超声波检测。

采用非破坏性凿检的方法，要求凿检后焊点处钣金不出现脱开为合格依据，核心在于制定检查规则，通过多项目验证发现，同样的板材组合下的焊点，采用每次检测其1/3，即每3辆车完成一轮全部检测的方法，既可有效确保无焊接缺陷外溢，同时也较全检节省2/3的资源，提升效率。同理，针对高强钢和内部有涂胶无法采用凿检的方法进行检测的焊点，采用相同原则利用超声波设备进行检测，检测焊核直径是否合格（标准可参考下表）。如发现批量性焊接问题则应尽早调整焊接参数，确保后续焊接质量。