焊接过程质量控制

焊接过程质量控制

汽车车身的制造工艺是一个非常复杂的过程，通常由几百个型面复杂、厚度不一冲压或铸造零件，经过几十个功能不一的工装夹具定位后，焊接而成....

影响白车身焊接质量的主要因素有员工工作状态、夹具设计、来件偏差、焊接参数和焊接飞溅等，针对这几个主要因素，需要分别制定有效的措施全面改进焊接过程质量控制。

当前市场环境下，产品竞争主要取决于质量和服务两个方面，因此，长安福特马自达汽车有限公司将2009年定为“质量卓越年”，各个车间、各个工艺环节都积极通过一系列的质量改进手段和措施，使产品具有更强的市场竞争力和更高的顾客满意度。

图1 焊装过程质量控制鱼骨图

对于焊装车间来说，我们的质量工作主要着眼于三个方面：质量体系控制、过程质量控制、产品质量控制。本文主要探讨焊装车间实际生产中的“过程质量控制”。

图2 超声波检测

影响焊接过程质量的主要因素

焊接作为车身制造四大工艺之一，是车身尺寸控制的基础，结构强度的保障，焊接过程质量的好坏尤为重要，各方面影响因素也颇需重点关注。比如，在我们实际生产过程中曾因焊枪焊接分流、零件搭接不良等因素导致了虚焊、弱焊等缺陷，其潜在的高风险使我们充分认识到焊接质量控制的迫切性和必要性。

通常情况下，影响白车身质量的因素有很多，利用鱼骨分析法，我们结合焊装车间的实际生产过程，分别对人、机、料、法、环各个方面的原因做了详细的统计，以科学的方法对各个环节进行分析，并采取相应的措施加以有效控制，以实现预期的产品质量，保证最终生产出合格的白车身。

图1所示为我公司焊接过程质量分析鱼骨图。

通过鱼骨图，结合工作实际进行分析，可以知道，影响白车身焊接质量的主要因素有员工工作状态、夹具设计、来件偏差、焊接参数和焊接飞溅等，针对这几个主要因素，我们分别制

定了有效的措施全面改进焊接过程质量控制（如表所示）。

过程质量控制

对于焊装车间的过程质量控制，最重要的两个的关键点就是“焊接强度控制”和“车身尺寸控制”。以下即以这两个专项为例介绍其过程质量控制。

图3 Teardown点焊检查

1.焊接强度控制及检验

车身上各部件的焊接主要依靠点焊，点焊在车身焊接质量中起着非常重要的作用，其质量合格与否对整车安全、强度、外观等性能影响非常大，尤其是焊接强度的保障对整车安全有着非常重要的意义。此外，其他焊接方法，如MIG焊、激光焊等，其焊接质量也同样重要。以某车型为例，长安福特马自达焊装车间引入了德国BOS 6000系统，可以对该车型所有焊接机器人和焊点进行实时监控，既可以监控每个焊点的焊接参数、飞溅大小、焊接质量，还可以监控焊接机器人电极头的磨损情况、打磨频次等。

此外，在焊接生产过程中，对样件进行强度检验的环节也非常重要。点焊检验手段主要有非破坏性检查（Non-Destructive）和破坏性检查（Destructive）两种方式，非破坏性检查包括撬检、超声波检验等，破坏性检查包括Teardown点焊检查和激光焊/MIG焊金相分析等。

图4 Teardown激光焊/MIG焊金相分析（合格MIG焊段）

我公司焊装车间目前采用的几种主要的检验手段如下：

（1）非破坏性检查：撬检

撬检主要是生产线各工位对可撬焊点的质量检验手段。使用的工具是錾子、榔头等，频次为5次/班。通常可以发现较为简单的焊接缺陷，如虚焊、弱焊等。

（2）非破坏性检查：超声波

超声波在被检测焊点金属材质中传播时，焊点内部组织的变化对超声波的传播会产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测，可以了解焊点性能和内部缺陷，软件画面（见图2）会实时显示超声波的传播情况，如有异常，说明焊点内部有缺陷，比如：波峰逐级降低过缓（较平整），说明该焊点存在低热溶现象，波峰逐级降低过陡（较陡峭），说明该焊点存在过热溶现象。

（3）破坏性检查：Teardown

Teardown通过手工錾、气动錾、电錾和榔头等破坏所有焊点、焊缝对焊接质量进行检验。分总成和白车身的检查频次为一月一次。图3所示为Teardown点焊检查，图4为Teardown 激光焊/MIG焊金相分析。

图5 I-MR控制图

2.车身尺寸控制

汽车车身的制造工艺是一个非常复杂的过程，通常由几百个型面复杂、厚度不一冲压或铸造零件，经过几十个功能不一的工装夹具定位后，焊接而成；同时，焊接过程还是一种多层次体系结构，一些小的零件先被焊接成为分总成，分总成又变成下一个工位的零件。因此中间环节众多，影响因素也多，造成车身偏差难以控制。但是如果采用科学的检测及分析方法，车身尺寸的偏差不仅可以得到有效控制，并可以持续减少。

我公司焊装车间为了有效监控整车尺寸，避免后续工位出现装配困难、匹配不良等问题，采用了先进的德国ZEISS 3D测量和瑞士Leica无线CMM 3D测量技术，对工装夹具、分总成到总成都能做到定期监控，通过SPC的监控手段，使得每个测点都可以根据历史测量数据在车间网站自动生成I-MR控制图（见图5）来产生预警，做到及时发现问题、提前围堵问题、制定改进措施、输出合格产品。

结束语

总的来看，长安福特马自达焊装车间的过程质量控制，通过PCF、Teardown、金相分析、FPA和CTQ监控等福特全球质量控制手段，采用SPC、I-MR、Special Report和网站实时跟踪等方式，不仅提高了整车CTQ（成本、时间和质量）表现，还有效确保了各车型白车身安全、精准、稳定的产品质量。

通过全公司各个车间、各个工艺环节进行的质量改进，我公司质量管理工作有了明显提升，

产品和企业的竞争力都将得到有效增强。