張超鵬

（廣汽乘用車(chē)有限公司 511434）

0 引言

汽車(chē)的白車(chē)身由300多個(gè)鈑金零件焊接而成，鈑金零件的焊接強(qiáng)度直接影響的車(chē)身強(qiáng)度，因此對(duì)焊接強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)和管控是必須要進(jìn)行的工作。業(yè)內(nèi)通常把焊接強(qiáng)度檢測(cè)的方法分為無(wú)損檢測(cè)和有損檢測(cè)。本文重點(diǎn)介紹的無(wú)損檢測(cè)主要包括外觀檢查、表面檢查和內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。外觀檢查和表面檢查主要是通過(guò)目視對(duì)比、手摸觸感等方式進(jìn)行檢查。一般需要對(duì)焊點(diǎn)數(shù)量、大小、位置和焊核壓痕深度等焊點(diǎn)的外觀特性進(jìn)行確認(rèn)。而內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)需要借助檢測(cè)工具對(duì)焊點(diǎn)熔深情況進(jìn)行確認(rèn)，常用的檢測(cè)工具有超聲波檢測(cè)儀或X射線檢測(cè)儀。

1 焊點(diǎn)外觀檢查的方法

焊點(diǎn)外觀檢查通常是用目視和觸摸2種方式相結(jié)合的檢查方法。通過(guò)外觀檢查可以識(shí)別裂紋、氣孔、壓痕過(guò)深、壓痕不足、發(fā)白、焊核小和半點(diǎn)焊等問(wèn)題。檢查崗位需要有足夠的光源，檢查崗位應(yīng)該有異常焊點(diǎn)的示意圖或者實(shí)物。因?yàn)橥庥^檢查原本就需要足夠的經(jīng)驗(yàn)方可進(jìn)行，當(dāng)實(shí)物與經(jīng)驗(yàn)出現(xiàn)爭(zhēng)議或者模棱兩可時(shí)，通過(guò)對(duì)比圖示或?qū)嵨镞M(jìn)行判斷，可有效減少誤判或者漏判。

2 焊點(diǎn)內(nèi)部檢查的方法

焊點(diǎn)內(nèi)部檢查通常是使用X射線或超聲波對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。X射線在穿透物質(zhì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)衰減，通過(guò)衰減的特性來(lái)對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)部的融合情況進(jìn)行成像，最終檢測(cè)焊點(diǎn)熔融的情況。由于受X射線波長(zhǎng)的制約，微米級(jí)的缺陷不能通過(guò)X射線成像來(lái)檢測(cè)。

超聲波可以直接穿透金屬材料，并且在遇到界面的邊緣時(shí)會(huì)發(fā)生反射。通過(guò)對(duì)反射的超聲波進(jìn)行收集，將收集到的回波轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成圖像，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)焊點(diǎn)熔核和缺陷進(jìn)行成像（圖1）。易操作、高靈敏度、無(wú)輻射和低成本是超聲波測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)[1]。目前超聲波測(cè)量的主要難點(diǎn)是無(wú)法直接對(duì)焊點(diǎn)缺陷定性，需要進(jìn)一步拆解才能確認(rèn)。

圖1 超聲波焊點(diǎn)測(cè)量結(jié)果

3 焊點(diǎn)外觀要求以及內(nèi)部熔深要求

3.1 焊點(diǎn)的外觀要求

不同的檢測(cè)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通常按照對(duì)焊點(diǎn)作用和重要度對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)。以某品牌乘用車(chē)企業(yè)要求為例，將焊點(diǎn)分為3種，即關(guān)鍵焊點(diǎn)、重要焊點(diǎn)和一般焊點(diǎn)。

3種焊點(diǎn)外觀要求如下。

（1）關(guān)鍵焊點(diǎn)在理想狀態(tài)板材表面壓痕深度p≤10%t（t表示板材厚度），可接受標(biāo)準(zhǔn)為p≤30%t。

（2）重要焊點(diǎn)在理想狀態(tài)p≤10%t，可接受標(biāo)準(zhǔn)為p≤30%t，對(duì)于外觀可視表面的焊點(diǎn)，要求p≤10%t。

（3）一般焊點(diǎn)在理想狀態(tài)p≤20%t，可接受標(biāo)準(zhǔn)為p≤30%t。

對(duì)于焊點(diǎn)熔深的外觀要求如表1所示。

表1 焊點(diǎn)熔深的外觀要求

3.2 焊點(diǎn)內(nèi)部熔深要求

除了焊點(diǎn)的外觀要求外，焊點(diǎn)強(qiáng)度質(zhì)量的另一個(gè)考核標(biāo)準(zhǔn)就是焊點(diǎn)內(nèi)部熔深。焊點(diǎn)焊核的熔深與板材厚度、板材層數(shù)以及材料等因素有關(guān)，因此對(duì)不同情況下的焊接熔深都要有明確的要求。

以某乘用車(chē)為例，對(duì)焊點(diǎn)熔深做出針對(duì)性的要求。其中，最小熔合值（X，X'）按照焊核直徑的80%范圍進(jìn)行測(cè)量。一般焊點(diǎn)的熔深F必須要滿足以下2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即20%≤Fmin（X'/T'，X/T） 和Fmax（y'/t'，y/t）≤90%。

當(dāng)測(cè)得的焊點(diǎn)內(nèi)部存在缺陷時(shí)，焊點(diǎn)的盤(pán)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以表2的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。

表2 焊點(diǎn)內(nèi)部缺陷的判斷標(biāo)準(zhǔn)

表中L指缺陷長(zhǎng)度，D指要求焊核直徑，焊點(diǎn)內(nèi)部缺陷區(qū)域面積為a，焊點(diǎn)熔核的面積為A。

當(dāng)焊點(diǎn)滿足上述外觀要求和內(nèi)部質(zhì)量要求后，焊點(diǎn)的強(qiáng)度才可以得到有效的保證。反之，當(dāng)我們?cè)谝阎更c(diǎn)規(guī)格以及板材規(guī)格時(shí)，也可以通過(guò)查表的方式找到對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)質(zhì)量要求。

4 焊點(diǎn)檢測(cè)方法選擇

為保證焊點(diǎn)質(zhì)量達(dá)到以上要求，必須對(duì)所有的焊點(diǎn)外觀進(jìn)檢查。另外，除外觀檢查外，焊點(diǎn)內(nèi)部的質(zhì)量也需要進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。超聲檢測(cè)對(duì)面積型缺陷的檢出率較高，可檢測(cè)零件內(nèi)部尺寸很小的缺陷，靈敏度高，并且具有成本低、速度快、設(shè)備輕便、對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害以及現(xiàn)場(chǎng)使用方便等優(yōu)點(diǎn)[2]。一般汽車(chē)鈑金零件的 焊點(diǎn)數(shù)量龐大，且焊點(diǎn)分布在各個(gè)零件單品的鏈接處，大型的檢查設(shè)備不方便進(jìn)行檢查，因此超聲波檢測(cè)往往被當(dāng)做焊點(diǎn)內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)的首選方案。

當(dāng)然，因?yàn)槌暡y(cè)量結(jié)果無(wú)法直接對(duì)焊點(diǎn)異常進(jìn)行定性，所以在出現(xiàn)不能確定的異常時(shí)，需要增加X(jué)射線照射復(fù)檢，輔助進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果定性工作。

5 檢測(cè)頻率的制定和檢測(cè)面所需條件

5.1 檢測(cè)頻率的制定

鈑金零件的焊點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)包括外觀質(zhì)量檢測(cè)和內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。通常所有的焊點(diǎn)都要求進(jìn)行焊點(diǎn)外觀質(zhì)量檢測(cè)，所以對(duì)焊點(diǎn)外觀進(jìn)行檢測(cè)后再進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)通常使用抽檢的方式，對(duì)保證抽檢的結(jié)果具有參考意義，所以一般選取生產(chǎn)首末件進(jìn)行檢測(cè)。

另外，若在生產(chǎn)過(guò)程中存在影響焊點(diǎn)質(zhì)量的變化點(diǎn)（如焊極頭更換、焊極頭修磨），也應(yīng)該對(duì)變化點(diǎn)前后的焊點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行抽檢。

5.2 檢測(cè)面所需條件

由于超聲波檢測(cè)和X射線檢測(cè)都是利用“波在不同狀態(tài)的板材中折射/反射”的原理進(jìn)行測(cè)量和成像，所以焊點(diǎn)檢測(cè)面的粗糙度必須滿足R≤6.3 μm。當(dāng)R＞6.3 μm時(shí)，檢測(cè)波在焊點(diǎn)表面就會(huì)發(fā)生折/反射，導(dǎo)致對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)部進(jìn)行成像時(shí)出現(xiàn)偽缺陷，從而造成焊點(diǎn)內(nèi)部質(zhì)量判斷失誤。

所以，在對(duì)焊點(diǎn)檢測(cè)前，必須對(duì)焊點(diǎn)的外表面進(jìn)行清潔，必要時(shí)可進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以此避免因外表面的異常，而?duì)內(nèi)部質(zhì)量產(chǎn)生誤判。

6 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)鈑金零件的焊接質(zhì)量決定了最終的產(chǎn)品質(zhì)量，焊點(diǎn)質(zhì)量的檢測(cè)因此顯得相當(dāng)重要。為了保證質(zhì)量，就必須要選擇合理的檢測(cè)方法，嚴(yán)格按照檢測(cè)要求及規(guī)范進(jìn)行執(zhí)行。