浅谈提升改制样车焊点合格率的方法
刘芳梅 梁辉 陈捷 蓝华永
摘 要：以提高改制样车油箱口焊点合格率为研究对象，分析出现的焊点质量缺陷，应用质量攻关工具关联图分析出七项末端因素，然后对导致缺陷的末端因素逐一进行要因确认，找出影响焊点质量的根本要因，最后针对根本要因设计整改措施并实施，实现改制样车车身油箱口焊点合格率的大幅提升。
关键词：焊点缺陷 质量攻关工具 要因 合格率
Discussion about the Methods of Improving the Qualification Rate of Soldering Joints
Liu Fangmei Liang Hui Chen Jie Lan Huayong
Abstract：To improve the qualified rate of the solder joints of the fuel tank port of the modified prototype vehicle， the article analyzes the quality defects of the solder joints， uses the correlation diagram of the quality research tool to analyze the seven end factors， and then confirms the main factors of the end factors that lead to the defects one by one to find out the fundamental factors that affect the quality of the solder joints， and finally designs and implements corrective measures for the fundamental factors to achieve a substantial increase in the qualification rate of the solder joints of the fuel tank port of the reformed prototype car.
Key words：solder joint defects， quality tackling tools， key factors， pass rate
1 概述
汽车做为人们日常代步工具，已经成为我们生活中不可或缺的一部分，同时人们对汽车的安全性能和舒适性要求越来越高，汽车车身做为汽车部件中非常重要的构成部分，其制造焊接质量要求越来越高。改制样车作为研发前期验证承载体，其车身焊接质量同样不容忽视，那么如何保证车身焊接质量也十分重要。样车改制阶段作为前期验证研究是多数企业的不二选择，但为了节约开发成本，其制造策略通常會采用半手工或手工改制焊接的方式而进行，因此改制阶段样车车身制造质量较软工装及后续阶段样车车身制造质量差。为了改善这一问题，我们将在执行原策略和不增加开发成本的情况下研究如何能有效提升改制样车车身焊接质量变得尤为重要。下面我们以如何提升改制样车车身油箱口焊点合格率为例进行分析研究，浅谈一种提升改制样车焊点合格率的通用方法。
2 焊点缺陷分析
我们通过对已完成改制焊接的四台白车身油箱口焊点质量进行逐一检查发现，普遍存在油口孔边缘烧伤，油箱口焊点存在多处扭曲及多余焊点等诸多质量缺陷问题，如图1所示。于此同时，针对对油箱口焊接的焊点合格率进行数据统计分析，具体统计及分析如图2。从图2焊点质量缺陷统计表计算得出，油箱口综合焊点合格率仅达到6.25%，远远达不到白车身电阻焊焊接合格率不小于95%的标准要求，问题非常严重。同时，经过对焊点质量缺陷分析得出问题的主要症结是：烧伤零件、焊点扭曲、多余焊点。
3 产生质量缺陷的根本要因分析
首先，依据上述统计分析得出的三大焊点质量缺陷症结，我们通过关联图分析法，得出了七项末端因素：①电极杆太粗;②电极杆太短;③防锈工作不到位;④培训不到位;⑤侧围外板和油口焊合件状态是错误的;⑥焊接时均无专用设计制造的工装;⑦焊接时进行保护焊焊接。产生七项末端因素的关联图分析如图3所示：
其次，针对七项末端因素将进行逐一要因确认。①首先对现场的焊接油口所使用的焊钳电极杆进行测量，实测电极杆直径为36mm，再测量油口焊合件尺寸为63mm，电极直径比油口焊合件尺寸小27mm，再观察现场师傅操作可知，电极杆与油口焊合件不存在干涉现象，因此确认电极杆太粗为非要因。②同样，对焊钳电极长度进行验证，可以从现场比对的效果看出，电极头完全可以到达零件表面，没有因为接触不够充分而造成焊钳打滑的现象，因此确认电极杆太短为非要因。③然后连续跟踪5台车，检查侧围外板及油口焊合件的表面油污，所有零件均无过多油污或颗粒杂质，因此不会因为零件做了防锈处理而使焊钳打滑导致焊接缺陷，因此确认冲压件要防锈为非要因。④通过调查，车间每一位焊接员工都经过了公司级、部门级、车间级的三级培训，从而可知不论是培训还是技术娴熟程度都是很到位的，因此确认培训不到位为非要因。⑤为了检查两种零件是否符合要求，三坐标测量人员立刻抽检两台车得出侧围外板和油口焊合件关键控制点合格率分别为70.4%、66.7%，从而可以证明侧围外板和油口焊合件状态是合格的，不会因为零件本身不合格而造成焊接边小或干涉焊钳的现象，因此确认侧围外板和油口焊合件状态错误为非要因。⑥跟踪现场发现，侧围外板放置在拼台上进行油箱口焊接时，焊枪进行多个方向的摆放，都很难与零件接触，且操作者很难完全扶好焊枪进行焊接，导致侧围外板放置于拼台上进行焊接非常困难，所以操作者只能将外板拿到拼台外的区域并由两位操作者抬起来，另外两位操作者把握焊枪的角度进行焊接，且每焊接一个焊点都需要转角度焊接才能完成。然后我们对现场情况进行分析讨论得知：一方面是无拼台支撑会造成零件摇晃，焊接时焊钳很容易打滑，最终导致焊点扭曲、多余焊点、零件烧伤等质量缺陷;另外一方面是焊接油口处无专用工装，且在焊点位置存在盲区的情况下焊点错位造成多余焊点，同时多个操作者进行不同角度焊接时无限位作用造成焊钳打滑，最终也导致焊点扭曲、多余焊点、零件烧伤等质量缺陷，因此确认无专用工装为要因。⑦最后从现场调查分析得知，如果使用保护焊焊接只能焊接到边缘处，不够平整，难以修磨，强度达不到要求。因此操作者没有因为电阻焊接方法比较困难而采取保护焊焊接的方法，可以证明现场操作没有违背工艺要求，因此确认保护焊焊接为非要因。
综上逐一分析并确认得出改制车油箱口焊接时没有专用工装进行夹紧定位才是导致焊点扭曲、多余焊点、零件烧伤等焊接质量缺陷的根本要因。
4 改进措施及实施
为了解决这一问题，根据侧围外板上油口孔的数模尺寸以及支撑焊接的需要设计并制作油箱口焊接的专用工装如图4所示。其导电主体选择铜条制作，因为铜不仅具有良好的导电性而且熔点高、机械性能好、耐腐蚀、工作可靠、使用寿命长;支架用普通钢制作而成，主要是为了支撑铜条;设计磁铁的作用则是避免侧围外板、油口焊合件与工装在焊接过程中有相对移动;紧固件是用来紧固装配导电主体和支架等。该设计满足了焊接时零件不会悬空，焊接时焊钳不会打滑和焊接时焊点位置准确，从而来保证焊点质量达到标准要求。经过使用如图5所示专用工装进行油箱口焊接，可以看出焊点质量明显改善如图6所示，最后对十台车进行跟踪焊点质量抽查结果如图7所示，从焊点质量缺陷统计表计算得出，综合焊点合格率达到97.5%，结果表明达到了白车身电阻焊焊接合格率不小于95%的标准要求，该措施的实施效果非常有效，问题得以解决。
5 结语
本文主要以汽车试制过程中改制样车油箱口焊点质量为例，论述一种如何分析焊点质量缺陷，如何利用质量攻关工具分析排查导致缺陷的根本原因及如何针对根本原因设计出有效可行的解决措施并加以实施验证的一种方法。该方法不仅快速解决了焊点质量问题，满足了工艺及合格率标准要求，而且以上解决问题的方法及思路在低成本手工改制样车车身件焊接中可扩展运用。
参考文献：
[1]王洪光.实用焊接工艺手册[M].北京：化学工业出版社，2010.
[2]邢文英.QC小组基础教材tM].北京：中国社会出版社，2005.
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