汽車結構件焊接的質量控制

國內外汽車生產企業對于這些汽車結構件的焊接都進行嚴格的規范管理。本文將介紹先進汽車生產企業如何進行汽車結構件焊接的質量策劃、質量控制和質量分析，以幫助企業提高產品質量。 

汽車結構件是汽車承載的重要零部件，典型的汽車結構件有汽車底盤的前懸掛總成、后橋總成、付車架總成以及汽車的鋼圈總成等。這些零部件在惡劣的環境下工作，既要受到廢水、廢氣的侵蝕，又要承受巨大的靜載負荷和沖擊載荷。這些汽車結構件一旦損壞，將會使高速運行的汽車遭受到災難性的事件。國內外汽車生產企業對于這些汽車結構件的焊接都進行嚴格的規范管理。 

汽車結構件焊接前的質量策劃 

汽車結構件焊接的質量策劃應針對產品工藝特點來進行。其主要策劃內容有設施設備的選定、工藝方法的評定和檢測項目的確定這幾方面。 

設施設備的選定 

焊接設施的系統要求。（目前，汽車結構件大部分仍采用氣體保護焊接的加工方法，因此，此文以全自動的焊機為主要焊接設備討論）為保證焊機的焊接電弧電壓穩定性，車間應裝有可靠的穩壓電源來控制；車間網路的電弧電壓變化一般應限制在0.5V以內，才能使焊機正常運作。汽車結構件焊接過程中會產生大量的廢氣，為保障職工的身體健康，必須有排風裝置。由于汽車結構件一般采用循環水冷卻和氣體保護的焊接方法，這對循環水的水質、氣源氣體混合比例和氣體流量又提出了控制要求。企業要提高生產效率，車間設備應采用“U”字型布局排列和實行一人多機操作，并通過傳送裝置構成一個流暢的生產方式。 

焊接設備的能力要求。首先焊機的機械性能、物理性能、電氣性能都應具有良好的穩定性，整個機械系統應適應人體操作的生理和心理要求；其次要使焊機達到其特殊的焊接工藝要求，焊炬應確保焊接工藝軌跡穩定并能作四維空間的無級調節；最后要使焊接設備滿足大批量、高效率的生產目標，焊機還應具有適應多品種產品的焊接能力和多種生產節拍連線生產的調整要求。 

焊接設備的主要技術參數要求。焊接設備的主要技術參數應從輸入電源、額定焊接電流、工作電壓調節范圍、額定負載持續率、送絲速度、焊接速度、空行程速度這幾方面的穩定性進行考慮，才能實現汽車結構件焊接生產線的整體平衡。 

工藝方法的評定 

焊接工藝方法的評定可確保批量生產中產品質量的穩定性。目的是根據用戶的產品結構、產品原材料和產品焊接輔料等要求，按不同產品的焊接要求，確定各種焊接設備參數和焊接工藝參數。 

焊接工藝方法的評定內容。通過確定的焊接環境要求、產品原材料、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）和板材焊前剖口形狀和角度以及質量檢驗方法，來選定最佳的焊接方法、焊接順序和焊接易損件（電極和導電嘴）更換頻次，來選擇最合理的焊接設備參數（輸入電源、額定焊接電流、工作電壓、額定負載持續率）和焊接工藝參數（焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊接速度、空行程速度、氣體混合比和氣源的壓力）的范圍。 

焊接工藝方法評定的程序。首先應由焊接工程師提出“產品焊接工藝方法評定任務書”，列明焊接設備參數和焊接工藝參數的具體范圍；在焊接工程師的監督下，由有關試制部門按任務書的要求執行；企業的質檢部門按任務書的檢測項目和方法檢測產品實物質量；而焊工技術等級、焊接環境要求、焊接原材料、焊接輔料、焊接工藝方法、焊接設備參數和焊接工藝參數等方面則由焊接工程師評定；最后，焊接主管工程師根據產品實物質量的檢測情況和焊接工程師的評定編寫《焊接工藝方法評定報告》，報告經參與評定的有關部門簽署，并由企業技術負責主管領導批準發放；技術部門將按批準的《產品焊接工藝方法評定報告》確定的內容編制設備操作規范、焊接工藝規范和焊接檢驗規范。必須注意，如要更改產品工藝方法評定的主要內容時，企業應組織有關部門再次進行評定，否則將影響產品質量的穩定性。 

檢測項目的確定 

必須正確的確定汽車結構件焊接過程檢測項目的立項、檢測項目的判定準則和檢測手段的配備。 

檢測項目的立項。汽車焊接結構件檢測項目的立項依據有二個方面：一為國內外汽車企業對各類汽車結構件焊接的標準法規要求；二是特定用戶提供的產品圖紙和技術文件要求。 
檢測項目的判定準則。焊接檢測項目的判定準則以確保產品的安全可靠為本。首先，在制定檢測項目的判定準則時，必須針對用戶的特殊要求、安全性要求、可靠性要求和政府法規要求；其次，必須按照規范化要求來編制檢驗規范，這份檢驗規范必須表明質量特性、檢驗方法、檢驗手段和檢驗頻次；最后，必須指明檢測項目的檢驗記錄要求。 

檢驗手段的配備。針對汽車焊接結構件的產品特點和工藝特點而確定合適的檢測手段是關鍵。所謂合理的選擇檢測手段就是正確地分析測量誤差，使檢測手段的精度滿足產品質量特性的要求；正確地分析測量速度，使測量手段的檢測時間和檢測頻次滿足生產節拍和每班產量的要求。因此，在汽車焊接結構件實際生產過程中，應配備尺寸檢測器具和檢測標樣以測量產品的尺寸；對于常規的理化和機械性能檢測項目，可以根據檢驗規范要求配備常規的檢測手段；而對于用戶特殊要求的檢測項目，就應按用戶的要求配備各種特殊的檢測手段。 

汽車結構件焊接的質量控制 

汽車焊接結構件質量控制還應根據產品特殊性和工藝特殊性，從原材料控制、工藝因素控制和實物質量控制這三個環節抓起。 

原材料的控制 

汽車焊接結構件的原材料控制應從材料訂購、材料進廠驗收、材料庫存保管、材料領用收發以及焊接件的備料控制這幾方面進行考慮。其中焊接件的備料準備一般有板料下料、板料的邊緣處理和板料的焊前準備這三個工序。對于板料的下料，應重點控制材料的批號、爐號、牌號和規格要求，確保這些下料的板料不要混淆；對于板料的邊緣處理，應重點控制剖口形狀、剖口角度和剖口尺寸，確保這些板料能夠正常焊接；對于板料的焊前準備，應重點控制板料的清洗質量和毛刺高度是否達到規定要求，以實現焊接質量的穩定性。 

原材料的控制 

控制汽車焊接結構件產品的工藝因素即重點控制人員的技能素質、設施和設備參數的穩定性和工藝參數的符合性。（1）人員技能素質的控制。焊工技能素質的控制就是控制焊工在規定的生產時間內，按規定的生產工藝操作實現產品質量穩定性的能力，焊工只有具備技能素質才能實施工藝因素控制。（2）設施和設備參數穩定性控制。企業應針對各類汽車焊接結構件的產品質量特性要求，設計定量的反映焊機設備特性要求的設備點檢表，這份點檢表應要求焊接工人在規定的時間內記錄各類設備特性參數，并要求車間管理人員不定時地抽查記錄。（3）工藝參數的符合性控制。企業應針對各類汽車焊接結構件的加工標明各種不同的工藝參數，記錄這些工藝參數可采用定量的工藝參數記錄表或計算機聯網。 

實物質量的控制 

對于汽車焊接結構件這類特殊產品，強化產品的首件質量檢驗、返工件質量控制和產品型式試驗是實現產品實物質量有效控制的基礎。 

首件質量檢驗。由于這類產品的加工一般是在自動化程度較高的設備下連續生產。因此，這類產品的首件質量檢驗就顯得十分重要。首先焊工必須檢查焊接設備的工藝軌跡和產品加工的工藝參數是否符合規定的要求；其次當首件產品加工完畢，焊工必須按檢驗規范的要求，檢查產品物流卡提供的材料是否符合規定的要求；采用測量樣架檢驗產品的幾何尺寸是否符合規定；最后對照缺陷標樣檢查焊縫是否有氣孔、飛濺、錯邊、咬邊等缺陷，并把自檢的結果填入三檢檢驗卡。然后，檢驗員對焊工的自檢項目進行復驗，再檢測焊接熔深、金相組織、機械強度和用戶的特殊要求是否符合規定要求。當這些檢驗項目都符合要求，并將檢驗結果填入三檢檢驗卡，操作工人則可以進行成批生產。 

返工件的質量控制。首先應對不良品進行評審，進行缺陷分類并查明不良品產生原因；其次應標明不良品返工工藝和制定糾正措施；最后對這些返工完畢的產品也應按檢驗規范的要求進行再次檢驗。必須注意，對這些不良品的同一部位只能進行一次返工，否則將對焊縫和熱影響區造成不良影響，容易產生硬化、裂紋、晶粒粗大，嚴重影響焊接質量。 

強化產品型式試驗。汽車焊接件結構件這類安全產品，其產品型式試驗必須強化，尤其是用戶反饋的缺陷產品更應仿照惡劣環境的工況條件進行疲勞試驗、腐蝕試驗、沖擊試驗。只有通過不斷地進行產品型式試驗，才能找出產品早期失效原因，實現產品質量的穩定提高。 

汽車結構件焊接后的質量分析 

企業必須對汽車焊接結構件這類重要產品的質量記錄進行有效控制。 

控制質量記錄格式 

汽車結構件焊接過程中的質量記錄一般有：原材料入庫檢驗記錄、產品焊接件三檢質量記錄、產品焊接件缺陷記錄、焊接設備點檢記錄、焊接工藝參數記錄、產品流轉卡記錄和工人生產日報單等。以有效地管理記錄，企業有關部門必須根據產品特點、工藝特點和不同的使用情況設計不同形式的記錄格式，并進行編號管理。 

控制質量記錄的流向 

為使汽車結構件焊接產品的質量得到保證，企業應根據產品的生產流程確定各類質量記錄的流程圖，并標明各種質量記錄的歸口管理部門和保存期限。只有正確地控制質量記錄的流向和歸口管理部門，才能有效管理質量記錄。 

控制質量記錄分析的有效性 

歸口管理部門應對汽車結構件焊接質量記錄進行定量分析，并將有關處理情況及時傳遞到相關部門，以分析汽車結構件焊接質量記錄的有效性。如，定期分析原材料入庫檢驗記錄的供應廠合格批次和產品尺寸、理化、機械性能等檢驗項目的穩定性，以確定長期的合格供應廠；定期分析產品焊接件三檢質量記錄，以分析操作人員首件檢驗的穩定性，并確定減少質量檢驗頻次的可能性；定期分析產品焊接件缺陷分布狀況，以制訂有效的質量改進計劃；定期分析焊接設備點檢記錄，以確定設備的預防性保養計劃和備件儲備計劃；至于焊接工藝參數記錄，應從產品質量的穩定性來分析工藝參數的有效性。企業管理人員通過定期分析這些由計算機或工人采集而來的數據，才能制定有效措施來控制工序質量。