汽车白车身焊点虚焊的控制

【摘要】根据笔者在汽车车身制造企业的实际工作经验，对白车身焊点虚焊的主要影响因素进行了详细分析，并从现场实用的角度介绍了虚焊的控制方法和监察机制，对白车身焊接质量保证有较好的参考意义。

【关键词】白车身;焊点虚焊;控制

1概述

在汽车白车身焊接生产过程中，焊点虚焊是对焊接强度危害较大也是发生较普遍的一种焊接缺陷。本文通过焊装生产实例，对虚焊的主要影响因素进行分析并提出改善建议，供同行参考。

2虚焊的原因分析及对策

2.1焊接规范设置不合理

在初步选定焊接规范后，结合实际工况（如焊机、电缆、板件等）进行调整并验证焊点质量合格后方能作为生产执行规范。以下是一些常见调整方式：

2.1.1不同厚度板件焊接

白车身覆盖件通常比内板件要薄，为保证熔核有效连接不同厚度的板件，同时薄板不被焊穿，规范设定时要注意以下问题：

（1）两层板焊接

当两层板料厚度相差不大时（小于3：1），按薄板选择工艺规范并稍微增大焊接电流或通电时间（5%～10%）。

（2）三层板焊接

2.2输出电流损耗

虽然参数设置达到规范要求，但在实际生产过程中，通过对输出电流进行持续测量，发现部分工位输出电流值出现显著下降。经对异常工位电缆进行拆解，发现电缆铜芯出现了不同程度的断股、磨损、老化等现象，这些情况会导致电缆电阻增大，输出电流降低，从而存在虚焊的风险。下面对这些现象进行逐项分析。

2.2.1电缆铜芯断股

焊接姿态不良，不仅导致工人劳动负荷大，也会使电缆频繁大角度折弯而产生疲劳断股。

改善方法：在焊点设计、工装设计、平衡器安装时按照人机工程理念进行优化;对已经投入生产的工位，也要经常作业观察，及时改善姿态不良情况。

2.2.2电缆异常磨损

自动焊、傀儡焊多采用空冷电缆且布局紧凑，通电过程中产生的磁场相互作用使电缆剧烈晃动，电缆与电缆、电缆与工装之间易产生摩擦，损坏电缆，影响电流输出。

2.2.3电缆老化

电缆老化是指铜芯因过度发热等外部因素影响导致铜芯发生氧化、局部熔损等情况，随着使用时间增加，导电性能下降，输出端电流降低。

要控制电缆的异常发热，首选要根据焊接电流和使用频率合理选择电缆，避免过载发热，同时不能一味的追求焊接效率，在一个焊接周期里要保证足够的休止时间，避免电缆冷却不足而持续升温;对于自动焊密集的工位，要注意改善通风条件，保证空冷电缆散热及时。

2.2.4电流输出损耗的风险防范

电缆异常往往是内部铜芯损坏，肉眼难以发现，因此，要想降低电流损耗的风险，还需要建立日常的监测机制，比如可以使用毫欧表按一定周期对电缆进行循环测量，在早期就监控到电缆电阻的变化，及时采取纠正措施。此外，建议对各工位电缆更换频率进行统计分析，找出规律，以便及时进行预防性更换，对异常情况比较集中的工位，要查找根本原因进行改善。

2.3焊接分流

焊接过程一部分电流没有经过焊接区参与焊点形成的现象叫做焊接分流，分流会造成通过焊接区的电流密度减小，严重时可导致虚焊。焊接区周围的焊点越多，通过焊点的分流就越大。因此，在保证焊接强度前提下，增大焊点间距，可以降低焊接分流。最小间距可参考《焊接手册.第1卷》（13.3-点焊接头设计）。

此外，焊钳与板件、工装的接触分流也不可小视。目前不少企业已采用模拟软件分析工装、焊钳的通过性，在设计早期就可以对焊接姿态进行优化。对于无法完全避免的工装接触，应对工装接触部位进行绝缘处理。

2.4电极头端面直径偏大

电极头未及时修磨或修磨量不够会造成端面直径偏大，进而导致板件接触面积增大，电流密度减小，严重时可导致虚焊。解决方法是根据不同板厚设定电极头修磨标准（表1），及时修磨和更换电极头。

表1电极头端面尺寸（参考）

序号

零件厚度δ（单层板厚）/mm

电极头端面直径D/mm

1

0.8

5.30

2

6.00

3

1.5

7.00

4

2.0

8.00

5

2.5

9.00

6

3.0

10.00

当两层板料厚度相差不大时（小于3：1），按薄板选择电极头尺寸，当焊接的两层板料厚度比值较大（大于3：1）时，还需增大厚板一侧的电极头直径，使熔核往薄板一侧偏移以保证焊点连接的有效性。

需要指出的是，人工修磨电极头存在标准不好把握、修磨质量差等问题，除存在虚焊风险外，焊点外观质量也较差。而采用电极修磨器则可以较好的保证修磨质量。目前机器人焊接工位已较多的采用自动修磨技术，即达到设定的焊接点数后自动进行电极头修磨。

3结语

以上介绍了焊点虚焊的主要影响因素和控制方法，在实际生产中，如果要很好地防止虚焊缺陷流出，还需要开展以下工作;

（2）焊点强度的日常点检，建议焊点的凿检（不能凿检的用试片代替）至少按2次/班执行，每季度进行一次整车焊点全破坏检查。

通过对虚焊影响因素的正向控制，再结合日常的点检监察，可以很好的防止焊点虚焊缺陷的流出。

参考文献：

[2]唐远志，向雄方.汽车车身制造工艺[M].北京：化学工业出版社，2009.