汽车结构件焊接的质量控制

作者：上海机动车检测中心 庄明惠 陈莉

欢迎访问e展厅 展厅 9 焊接设备/切割机展厅 交流电焊机, 直流电焊机, 气体保护焊机, 埋弧焊机, 高频焊接机, ... 国内外汽车生产企业对于这些汽车结构件的焊接都进行严格的规范管理。本文将介绍先进汽车生产企业如何进行汽车结构件焊接的质量策划、质量控制和质量分析，以帮助企业提高产品质量。 汽车结构件是汽车承载的重要零部件，典型的汽车结构件有汽车底盘的前悬挂总成、后桥总成、付车架总成以及汽车的钢圈总成等。这些零部件在恶劣的环境下工作，既要受到废水、废气的侵蚀，又要承受巨大的静载负荷和冲击载荷。这些汽车结构件一旦损坏，将会使高速运行的汽车遭受到灾难性的事件。国内外汽车生产企业对于这些汽车结构件的焊接都进行严格的规范管理。 汽车结构件焊接前的质量策划 汽车结构件焊接的质量策划应针对产品工艺特点来进行。其主要策划内容有设施设备的选定、工艺方法的评定和检测项目的确定这几方面。 设施设备的选定 焊接设施的系统要求。（目前，汽车结构件大部分仍采用气体保护焊接的加工方法，因此，此文以全自动的焊机为主要焊接设备讨论）为保证焊机的焊接电弧电压稳定性，车间应装有可靠的稳压电源来控制；车间网路的电弧电压变化一般应限制在0.5V以内，才能使焊机正常运作。汽车结构件焊接过程中会产生大量的废气，为保障职工的身体健康，必须有排风装置。由于汽车结构件一般采用循环水冷却和气体保护的焊接方法，这对循环水的水质、气源气体混合比例和气体流量又提出了控制要求。企业要提高生产效率，车间设备应采用“U”字型布局排列和实行一人多机操作，并通过传送装置构成一个流畅的生产方式。 焊接设备的能力要求。首先焊机的机械性能、物理性能、电气性能都应具有良好的稳定性，整个机械系统应适应人体操作的生理和心理要求；其次要使焊机达到其特殊的焊接工艺要求，焊炬应确保焊接工艺轨迹稳定并能作四维空间的无级调节；最后要使焊接设备满足大批量、高效率的生产目标，焊机还应具有适应多品种产品的焊接能力和多种生产节拍连线生产的调整要求。 焊接设备的主要技术参数要求。焊接设备的主要技术参数应从输入电源、额定焊接电流、工作电压调节范围、额定负载持续率、送丝速度、焊接速度、空行程速度这几方面的稳定性进行考虑，才能实现汽车结构件焊接生产线的整体平衡。 工艺方法的评定 焊接工艺方法的评定可确保批量生产中产品质量的稳定性。目的是根据用户的产品结构、产品原材料和产品焊接辅料等要求，按不同产品的焊接要求，确定各种焊接设备参数和焊接工艺参数。 焊接工艺方法的评定内容。通过确定的焊接环境要求、产品原材料、焊接辅料（焊丝、焊条、焊剂、保护气体）和板材焊前剖口形状和角度以及质量检验方法，来选定最佳的焊接方法、焊接顺序和焊接易损件（电极和导电嘴）更换频次，来选择最合理的焊接设备参数（输入电源、额定焊接电流、工作电压、额定负载持续率）和焊接工艺参数（焊接电流、电弧电压、送丝速度、焊接速度、空行程速度、气体混合比和气源的压力）的范围。 焊接工艺方法评定的程序。首先应由焊接工程师提出“产品焊接工艺方法评定任务书”，列明焊接设备参数和焊接工艺参数的具体范围；在焊接工程师的监督下，由有关试制部门按任务书的要求执行；企业的质检部门按任务书的检测项目和方法检测产品实物质量；而焊工技术等级、焊接环境要求、焊接原材料、焊接辅料、焊接工艺方法、焊接设备参数和焊接工艺参数等方面则由焊接工程师评定；最后，焊接主管工程师根据产品实物质量的检测情况和焊接工程师的评定编写《焊接工艺方法评定报告》，报告经参与评定的有关部门签署，并由企业技术负责主管领导批准发放；技术部门将按批准的《产品焊接工艺方法评定报告》确定的内容编制设备操作规范、焊接工艺规范和焊接检验规范。必须注意，如要更改产品工艺方法评定的主要内容时，企业应组织有关部门再次进行评定，否则将影响产品质量的稳定性。 检测项目的确定 必须正确的确定汽车结构件焊接过程检测项目的立项、检测项目的判定准则和检测手段的配备。 检测项目的立项。汽车焊接结构件检测项目的立项依据有二个方面：一为国内外汽车企业对各类汽车结构件焊接的标准法规要求；二是特定用户提供的产品图纸和技术文件要求。 检测项目的判定准则。焊接检测项目的判定准则以确保产品的安全可靠为本。首先，在制定检测项目的判定准则时，必须针对用户的特殊要求、安全性要求、可靠性要求和政府法规要求；其次，必须按照规范化要求来编制检验规范，这份检验规范必须表明质量特性、检验方法、检验手段和检验频次；最后，必须指明检测项目的检验记录要求。 检验手段的配备。针对汽车焊接结构件的产品特点和工艺特点而确定合适的检测手段是关键。所谓合理的选择检测手段就是正确地分析测量误差，使检测手段的精度满足产品质量特性的要求；正确地分析测量速度，使测量手段的检测时间和检测频次满足生产节拍和每班产量的要求。因此，在汽车焊接结构件实际生产过程中，应配备尺寸检测器具和检测标样以测量产品的尺寸；对于常规的理化和机械性能检测项目，可以根据检验规范要求配备常规的检测手段；而对于用户特殊要求的检测项目，就应按用户的要求配备各种特殊的检测手段。 汽车结构件焊接的质量控制 汽车焊接结构件质量控制还应根据产品特殊性和工艺特殊性，从原材料控制、工艺因素控制和实物质量控制这三个环节抓起。 原材料的控制 汽车焊接结构件的原材料控制应从材料订购、材料进厂验收、材料库存保管、材料领用收发以及焊接件的备料控制这几方面进行考虑。其中焊接件的备料准备一般有板料下料、板料的边缘处理和板料的焊前准备这三个工序。对于板料的下料，应重点控制材料的批号、炉号、牌号和规格要求，确保这些下料的板料不要混淆；对于板料的边缘处理，应重点控制剖口形状、剖口角度和剖口尺寸，确保这些板料能够正常焊接；对于板料的焊前准备，应重点控制板料的清洗质量和毛刺高度是否达到规定要求，以实现焊接质量的稳定性。 原材料的控制 控制汽车焊接结构件产品的工艺因素即重点控制人员的技能素质、设施和设备参数的稳定性和工艺参数的符合性。（1）人员技能素质的控制。焊工技能素质的控制就是控制焊工在规定的生产时间内，按规定的生产工艺操作实现产品质量稳定性的能力，焊工只有具备技能素质才能实施工艺因素控制。（2）设施和设备参数稳定性控制。企业应针对各类汽车焊接结构件的产品质量特性要求，设计定量的反映焊机设备特性要求的设备点检表，这份点检表应要求焊接工人在规定的时间内记录各类设备特性参数，并要求车间管理人员不定时地抽查记录。（3）工艺参数的符合性控制。企业应针对各类汽车焊接结构件的加工标明各种不同的工艺参数，记录这些工艺参数可采用定量的工艺参数记录表或计算机联网。 实物质量的控制 对于汽车焊接结构件这类特殊产品，强化产品的首件质量检验、返工件质量控制和产品型式试验是实现产品实物质量有效控制的基础。 首件质量检验。由于这类产品的加工一般是在自动化程度较高的设备下连续生产。因此，这类产品的首件质量检验就显得十分重要。首先焊工必须检查焊接设备的工艺轨迹和产品加工的工艺参数是否符合规定的要求；其次当首件产品加工完毕，焊工必须按检验规范的要求，检查产品物流卡提供的材料是否符合规定的要求；采用测量样架检验产品的几何尺寸是否符合规定；最后对照缺陷标样检查焊缝是否有气孔、飞溅、错边、咬边等缺陷，并把自检的结果填入三检检验卡。然后，检验员对焊工的自检项目进行复验，再检测焊接熔深、金相组织、机械强度和用户的特殊要求是否符合规定要求。当这些检验项目都符合要求，并将检验结果填入三检检验卡，操作工人则可以进行成批生产。 返工件的质量控制。首先应对不良品进行评审，进行缺陷分类并查明不良品产生原因；其次应标明不良品返工工艺和制定纠正措施；最后对这些返工完毕的产品也应按检验规范的要求进行再次检验。必须注意，对这些不良品的同一部位只能进行一次返工，否则将对焊缝和热影响区造成不良影响，容易产生硬化、裂纹、晶粒粗大，严重影响焊接质量。 强化产品型式试验。汽车焊接件结构件这类安全产品，其产品型式试验必须强化，尤其是用户反馈的缺陷产品更应仿照恶劣环境的工况条件进行疲劳试验、腐蚀试验、冲击试验。只有通过不断地进行产品型式试验，才能找出产品早期失效原因，实现产品质量的稳定提高。 汽车结构件焊接后的质量分析 企业必须对汽车焊接结构件这类重要产品的质量记录进行有效控制。 控制质量记录格式 汽车结构件焊接过程中的质量记录一般有：原材料入库检验记录、产品焊接件三检质量记录、产品焊接件缺陷记录、焊接设备点检记录、焊接工艺参数记录、产品流转卡记录和工人生产日报单等。以有效地管理记录，企业有关部门必须根据产品特点、工艺特点和不同的使用情况设计不同形式的记录格式，并进行编号管理。 控制质量记录的流向 为使汽车结构件焊接产品的质量得到保证，企业应根据产品的生产流程确定各类质量记录的流程图，并标明各种质量记录的归口管理部门和保存期限。只有正确地控制质量记录的流向和归口管理部门，才能有效管理质量记录。 控制质量记录分析的有效性 归口管理部门应对汽车结构件焊接质量记录进行定量分析，并将有关处理情况及时传递到相关部门，以分析汽车结构件焊接质量记录的有效性。如，定期分析原材料入库检验记录的供应厂合格批次和产品尺寸、理化、机械性能等检验项目的稳定性，以确定长期的合格供应厂；定期分析产品焊接件三检质量记录，以分析操作人员首件检验的稳定性，并确定减少质量检验频次的可能性；定期分析产品焊接件缺陷分布状况，以制订有效的质量改进计划；定期分析焊接设备点检记录，以确定设备的预防性保养计划和备件储备计划；至于焊接工艺参数记录，应从产品质量的稳定性来分析工艺参数的有效性。企业管理人员通过定期分析这些由计算机或工人采集而来的数据，才能制定有效措施来控制工序质量。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/22/2004)