车身焊接修复过程中影响焊接质量的因素

车身焊接修复过程中影响焊接质量的因素

欧阳博

衡阳技师学院 湖南 衡阳 421101

摘要：现如今，我国汽车制造行业不断向前发展，制造技术水平也得到提高，各汽车主机厂焊装工艺的自动化程度越来越高，其中机器人的投入使用带来的自动化提升最为明显，为适应主机厂的发展，为主机厂提供焊接零部件的供应商也开始大量使用机器人进行自动化生产，节约人力成本的同时，提升自动化率，提升产品质量的可控性与一致性。同时，随着生活水平的提高，人们对汽车的需求越来越多样化、个性化，促使汽车制造向高柔性化方向转变。焊接零部件供应商为适应这种需求，也在寻求更为经济，更高效率的柔性生产方式。

关键词：车身焊接修复；焊接质量；因素

引言

汽车车身作为整车所有零部件和乘员的载体，其性能直接关系到车辆的使用寿命和乘员人身安全。车身骨架通常由上百个冲压钣金件通过逐级焊接而成，其连接强度由焊接强度保证，因此车身焊接质量对整车质量有重大影响。据统计，在汽车车身制造过程中电阻点焊的运用比例占90%。电阻点焊是现阶段白车身焊接制造领域中重要的一项生产工艺，其质量监控是各大汽车制造企业的重要课题。

1车身焊接螺柱在制造过程中脱落的影响因素

1.1焊接工艺参数对螺柱脱落的影响

螺柱焊焊接工艺参数主要包括焊接电流、焊接时间、引弧电流、引弧时间、焊枪的拉弧高度等。从试验可知,在车身钣金件厚度不变的情况下,焊接电流和焊接时间与焊接螺柱端面直径成正比。在螺柱端面直径和母材厚度一定的条件下,焊接电流越大,则所需的焊接时间越短,反之,焊接电流越小,所需的焊接时间越长。螺柱焊的焊接质量除了与焊接电流和焊接时间参数的设定有关,还与植焊钉与母材的距离(拉弧高度)有着密切的关系。螺柱伸出长度一定要远大于焊接熔池深度与螺柱端面熔化的长度之和。在一般情况下螺柱伸出的长度≥1.5mm,这样可以减少螺柱虚焊的现象。

1.2焊接母材厚度对螺柱脱落的影响

螺柱焊焊接质量与焊接母材的厚度有关,母材可焊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,建议母材厚度不应小于螺柱端径的1∕3。当强度不作为主要要求指标时,最小板厚也不能小于螺柱端径的1∕5。目前车身采用的螺柱焊主要起固定线束作用,M6mm螺柱焊接的母材厚度应大于1.0mm。而在实际生产过程中为减小车身自身质量,许多不影响车身碰撞强度的母材厚度设计为0.7mm。厚度>1.0mm的母材一般能通过调整焊接工艺参数来满足生产需要,对厚度0.7mm的母材进行M6mm螺柱焊接时,由于钣金薄,电流波动影响焊接质量,易产生焊穿、变形等焊接缺陷。虽然可通过调整焊接工艺参数来改善焊接质量,但无法避免焊接参数的波动。各主机厂及钢材厂家为了降低成本,提高产品竞争力,针对强度要求不高的车身部位在产品工程设计时已将钣金厚度减薄。以某车型下车身后地板蒙皮为例,产品设计钣金件厚度为0.65mm,冲压来料厚度为0.59mm,经过冲压成形后螺柱焊接位置的钣金件厚度仅变为0.53~0.56mm。因此,约0.54mm的实际板厚在进行螺柱焊时,会增大焊接工艺参数的调整难度,即在螺柱端头直径恒定的前提下,钣金件厚度越薄,满足连接强度所能调整的工艺参数范围越小,使得螺柱在总装装配中的脱落风险增大。

2个人技术对焊接质量的影响

2.1焊接姿势

总结经验，焊接时的操作姿势是整个焊接过程中最重要的一部分，在焊接过程中，操作者需特别注意头部、手部、膝盖和脚之间的配合。

头部：头部姿势调整其实就是眼睛与板件的角度。在进行对接焊是，双眼应能透过自变光面罩能够清晰看到焊丝端部和板件缝隙的结合处。在焊接过程中，头部应与焊接架与左手臂呈45度倾斜角，通过左上斜角向下看到整个焊接过程。如仅看到焊接时的弧光，相对标准焊接，这样等同于“盲焊”。

手部：焊接时的手部姿势其等同于部队握枪姿势，右手持焊枪，左手做辅助支撑，焊枪置于胸前。在焊接过程中，右手应贴近身体，不得耸肩，保持自然下垂放松姿势。过于紧张而抬起手臂，不但手臂会加重疲劳，焊疤会呈倾斜的趋势。左手仅用于对焊枪的支撑，不对其进行方向或角度的操控。

膝盖：在实际焊接过程中，焊疤的长度、位置与形状是不可预估的，双膝弯曲进行焊接，可有效提高焊疤的平整度与增加单次焊接长度。膝盖委曲呈深蹲姿势，在焊接时可更加灵活的进行平移，同时提高自身重心加稳定。反之如果膝盖比直的焊接，不仅焊接的长度受限，焊接质量欠佳，同时还会增加腿部的负重。

脚：双脚的姿势一般有两种站法。一种是两脚分开至与肩同宽，平行的站立；另一种是左脚在前，右脚在后呈丁字步站站立，操作时，两者都需膝盖弯曲。部分操作者习惯在焊接时两脚并拢或者过度分开，这样不仅限制焊接平移的距离缩短，还会由于长时间的站增加自己的负担从而重心不稳。

2.2焊枪距离

焊接时焊枪到板件的距离也受重要参数。一般来说焊丝伸出喷嘴距离约5～8mm最佳。枪距过近会使焊疤扁平不够饱满，且热量过大，板件容易过度变形；枪距较远会使焊疤窄而高且不规则，这样形成的焊疤其实是焊丝焊附在板件上的，板件并没有完全熔透，焊接牢靠度不可靠。

2.3焊枪角度

一般来说焊枪与板件的角度应该是与板件垂直后呈10—15度角。立焊时，焊枪应与板件横向呈90度直角，纵向应根据焊接方向呈规定倾斜角。横焊时，焊枪与板件纵向应呈直角，横向根据所需焊接的方向呈现不同方向的倾斜角。这样不仅降低导电嘴与焊丝的堵塞，同时可以提高气体保护质量。

3面板参数调节对焊接质量的影响

3.1出丝速度

出丝的速度是根据焊件的厚度、材料、电流的大小焊枪距离等因素进行调节。标准的出丝速度连贯而清脆，焊疤均匀，无飞溅物。在焊接电流档位与保护气流量标准情况下对焊丝伸出速度的调节，焊丝伸出速度过快，直接导致火花飞溅物扩大和增多，容易焊穿，同时声音急促、焊枪可控性降低，隐约会感觉到一个反作用力的推动。焊丝伸出度过过慢，焊疤呈水滴状、熔池易滴落，声音较闷，且伴随较大蓝光。

3.2焊接电流档位

焊接电流的大小直接影响焊疤与熔深的质量。在焊丝伸出速度与保护气流量标准情况下对焊接电流档位的调节。如果焊接电流档位过小，会导致焊丝与板件融化不彻底，火花飞溅范围变小，焊疤呈现窄而高。而相反，焊接电流档位过大，会使焊丝、板件过度融化、甚至烧穿，火花飞溅范围扩大，焊疤呈现宽而底，熔深变大，且在焊接过程中伴随大量白烟的产生。

结语

在焊接过程中，充分利用不同特征信息实时纠正焊道轨迹偏移，自适应调整焊接过程的工艺参数，对维持焊接过程稳定性、保证焊接接头质量。设想未来焊接数据库按照一定的焊接条件（如接头类型、坡口类型等）进行索引，自动匹配得到适合的焊接路径样式与对应的焊接工艺参数，并调用焊接路径规划模块，进行焊接路径插补。最后结合焊接模块将焊接路径插补点下发配合数字焊机协同操作实现焊接作业，有效提升焊道轨迹检测结果的准确性和鲁棒性。

参考文献

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