車(chē)身點(diǎn)焊質(zhì)量控制及超聲波檢測(cè)技術(shù)

 現(xiàn)代車(chē)身結(jié)構(gòu)中，大約要完成3000多個(gè)焊點(diǎn)。為了確保焊接質(zhì)量，一般采用鑿檢的方式（輔以目視檢查），但這種方式需要較多時(shí)間，且造成零件變形后必須重新整形，企業(yè)花費(fèi)的成本較高。經(jīng)過(guò)嘗試，超聲波技術(shù)對(duì)電阻點(diǎn)焊進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)效率較高，幾乎能夠識(shí)別各種有缺陷的焊點(diǎn)。

車(chē)身點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)控

目前，電阻點(diǎn)焊仍然是車(chē)身連接工藝中應(yīng)用最廣泛的一種方式，因此，各大汽車(chē)制造企業(yè)對(duì)電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的控制十分重視。一般來(lái)說(shuō)，車(chē)身點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)控可以分為三部分內(nèi)容：預(yù)防、控制和檢驗(yàn)。

預(yù)防指的是，在進(jìn)行電阻點(diǎn)焊之前，采取相應(yīng)的措施防止不合格焊點(diǎn)的生成。通常，主要措施是對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)。比如，定期核對(duì)焊接參數(shù)，以確保設(shè)定值符合工藝要求；定期測(cè)量焊接的實(shí)際壓力、實(shí)際電流及通電時(shí)間，確保輸出值與設(shè)定值一致；定期測(cè)量次級(jí)回路的電阻值，尤其是次級(jí)無(wú)感電纜的電阻值（如果采用分體式變壓器結(jié)構(gòu)），以保證焊接系統(tǒng)的正常通電能力。由于焊點(diǎn)是通過(guò)焊接設(shè)備來(lái)完成的，只有對(duì)焊接設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)，才能預(yù)防不合格焊點(diǎn)的產(chǎn)生。

控制指的是，在進(jìn)行電阻點(diǎn)焊的過(guò)程中，應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，保證不合格焊點(diǎn)被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。目前，主要方法是通過(guò)焊接控制器監(jiān)測(cè)每次焊接的輸出電流大�。�可以是初級(jí)電流，也可以是次級(jí)電流），一旦低于設(shè)定范圍就及時(shí)報(bào)警，避免不合格焊點(diǎn)的產(chǎn)生。另外，比較新的技術(shù)是監(jiān)測(cè)焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)電阻值，從而判定焊點(diǎn)是否合格。這樣，每次焊接完成后，我們就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格的焊點(diǎn)，從而采取措施。

檢驗(yàn)指的是，對(duì)已經(jīng)完成的焊點(diǎn)進(jìn)行破壞性和非破壞性檢查，達(dá)到排除不合格焊點(diǎn)的目的。破壞性檢查是對(duì)整個(gè)車(chē)身的焊點(diǎn)進(jìn)行逐一檢查，比較全面，可以發(fā)現(xiàn)所有不合格的焊點(diǎn)。但是，檢查后的車(chē)身只能報(bào)廢，且抽樣頻率較低，不利于問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)。非破壞性檢查是對(duì)車(chē)身焊點(diǎn)進(jìn)行的日常檢查，傳統(tǒng)的方法是目視檢查和鑿檢，一般選取部分典型焊點(diǎn)，且有一定的局限性。超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)這種局限，而且隨著該技術(shù)的推廣和發(fā)展，還可以逐步替代現(xiàn)有的破壞性檢查，從而進(jìn)一步降低整車(chē)廠的成本。

超聲波無(wú)損檢測(cè)

1. 背景

現(xiàn)代車(chē)身結(jié)構(gòu)中，大約要完成3 000多個(gè)焊點(diǎn)。為了確保焊接質(zhì)量，一般采用鑿檢的方式（輔以目視檢查），這樣檢查需要較多的時(shí)間，且造成零件變形后必須重新整形。另外，鑿檢還有一定的局限性，比如鑿子無(wú)法達(dá)到的焊點(diǎn)、表面質(zhì)量要求較高的焊點(diǎn)及部分高強(qiáng)度鋼的焊點(diǎn)等。對(duì)于整個(gè)車(chē)身或部分分總成的破壞性檢查，需要花費(fèi)很多成本。

經(jīng)過(guò)嘗試，其他一些非破壞性檢查的方式對(duì)于電阻點(diǎn)焊并不適用，比如紅外線、X射線及渦流檢測(cè)等。利用超聲波技術(shù)對(duì)電阻點(diǎn)焊進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)效率較高，幾乎能夠識(shí)別各種有缺陷的焊點(diǎn)。所以，超聲波無(wú)損檢測(cè)對(duì)于電阻點(diǎn)焊來(lái)說(shuō)，是一種有效、可靠的技術(shù)。

2. 原理

點(diǎn)焊的超聲波檢測(cè)方法是從焊接結(jié)構(gòu)的最后界面多重反射的檢測(cè)和零件連接處反射的中間回波（如圖1）。對(duì)于正確的焊點(diǎn)和有缺陷的焊點(diǎn)，從完整厚度反射的回波系列的長(zhǎng)度、信號(hào)衰減以及中間回波的幅值和位置之間是有差別的，從而鑒別出有缺陷的焊點(diǎn)。超聲波束的有效直徑應(yīng)該等于融核點(diǎn)的直徑。

圖1  超聲波傳遞

3. 質(zhì)量判定

通過(guò)超聲波檢測(cè)得到的回波圖形與焊點(diǎn)的缺陷之間具有一定的關(guān)系（如圖2）。

圖2  缺陷與波形關(guān)系

4. 應(yīng)用條件

超聲波檢測(cè)的應(yīng)用有時(shí)也會(huì)受到焊點(diǎn)實(shí)際狀態(tài)的影響（如圖3），從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率降低。