卢小龙 付贵 李会宾 李孝坤 张晓光

摘 要：近些年，随着科学技术的不断发展和社会不断进步，汽车制造行业也得到了很好的发展，各种先进的制造与检测技术广泛应用。相较于传统的焊点缺陷检测与质量控制方式，超声波检测技术居于显著的优势。本文首先简要介绍了现阶段焊点检测方法与白车身制造工艺，阐述了超声波检测的原理以及应用优势，并结合实际工作深入阐述了超声波检测结果的分析研究，以期为我国汽车制造行业发展提供参考。

关键词：白车身;焊点缺陷检测;超声波检测

1概述

1.1传统焊点缺陷检测方式

目前，电阻焊仍为现代汽车组装与制造的主要焊接方式，且焊接质量、焊点的强度直接据决定了整体车身的质量与使用安全性。相关数据资料显示，一台采用常规生产方式的小型轿车的车身焊点数量为4000至6000个。传统的焊点缺陷检测方式主要分为破坏性检测与非破坏性检测两种方式。破环性检测是指在检测过程中会对车身造成一定的损伤，主要有组织显微检测与凿检检测两种;非破环性检测以目视为主，但测量精度十分有限。

1.2车身制作材料与工艺特点

在下阶段的轿车车身塑造过程中，常采用高强度的冷成型钢与热成型钢作为制作材料，在一些高端轿车制造过程中，还采用超高强度的热成型钢以及铝材作为车身材料，在保证车身整体强度的同时有效降低了车身质量。但是，车身新材料的使用也对焊接工艺以及其检测技术提出了新的要求，现代高端车辆多采用中频焊接技术，通过控制焊接过程功率恒定保障焊接的稳定性。在车身不同板材之间的焊接强度是否符合整体设计要求就成为了焊接点质量控制的重点。对于热成型钢，多采用传统破坏性检测与超声波检测结合的方式进行焊点质量检测。相较于破坏性检测，超声波检测不需要过多的人力成本，具有经济性强、检测准确率高等优势。

2超声波检测原理

2.1基本检测原理

对于硅酸盐制品施以一个力或是使其膨胀，会使得物体表面产生负点亦或是正电，这就是压电效应。而反向压电效应是指，在通电的情况下，电能将转化为动能，物体表面会发生形变。正向压电效应是超声波焊点检测的基本原理，压电物体表面发生形变，在两金属电极间会生成一定的电压，而后电压变化转化为脉冲信号，并传递给检测探头。检测探头可以将压电物体产生的电子脉冲信号转化为超声波，并传输到待测物体周围。检测过程中常用油状或是胶状物体作为超声波传递的介质。声波传输到待检物体表面后返回至探头，并将返回的声波束信号转化为电子脉冲，经数据信息处理与分析后，反映在检测仪的显示器上。

2.2检测探头功能与选择

超声波检测技术主要是通过焊接点返回超声波的次序以及中间回波的分析实现的，中间回波的形成说明了两板之间存在空隙。返回的超声波的信息分析主要涵盖了单次波束长短、超声波强度以及超声波增强或是减弱、中间回波的幅度大小的趋势等方面，综合以上即可对焊接点的质量作出准确的判断。高质量焊接点与缺陷焊接点返回波具有显著的差异，如合格厚度返回的波应该更长、信号衰弱慢等。此外，检测探头直径的合理选择也对检测效果具有重关重要的作用，直径过小，声波束大部分能够通过焊核，无法形成有效反射，进而无法对小焊核进行准确的判定。

3超声波检测结果分析与研究

3.1焊点功能参数

决定焊接端质量的焊点参数主要有以下几点，焊核直径、焊核厚度、焊点的压入距离、焊接端压入直径、两块连接板材的厚度、以及板材间的空隙长度等。

3.2焊点的缺陷类型

焊接点的质量主要由多方面因素决定，焊接过程的电流稳定性、焊接时间的长短、两金属电极间电压、不同零件的匹配程度、物体表面的清洁程度以及镀锌层的厚薄程度等。在实际工作中 ，具有缺陷的焊接点多表现出砂眼、空气存留、焊点厚度薄、焊核直径小以及压痕过轻等症状。

3.3焊接点缺陷超声波检测的核心指标

在超声波焊点检测技术中，经过特定的数据分析处理，焊点检测结果多以A-Bild 图的形式显示，其核心指标主要有以下类。一，返回超声波数量，回波数量高于正常值则说明焊点之间存在黏连的状态，而回波数量少则说明焊点过烧。二，返回超声波束之间的距离，这一指标主要反映了焊接后材料厚薄度，也是判定焊接点是否合乎标准的重要参考因素。回波间距离过长这说明焊点之间存在黏连，一般情况下，误差范围在3%-25%之间的焊点压入厚度均属于正常误差。三，间歇回波的横坐标与峰值，间歇回波距离长、数量少则说明存在开焊、或是焊核过小的状态，焊点是否存在砂眼与气孔也可以通过这一参数识别。四，返回声波的强弱程度，这一指标直接影响了A-Bild 图的结果显示效果，在对不同材料、厚度板材的检测过程中，要对声波强度进行适当调节，以培植出良好的波形图，并实现超声波检测技术对真实焊接点状况的准确反映。

4超声波检测的校正与维修

超声波检测仪器属于精密仪器，在使用过程中因严格按照操作手册进行规范操作，以保证检测仪器的检测准确度与寿命。在长期闲置的状态下，应该安排固定的技术人员进行产品的定期检查与维护。任何仪器在高负荷条件下长期运行都难以避免产生误差，而检测仪器本身的误差可能会导致检测结果与实际焊点状态不契合，从而给后期检测维修以及产品制造等工作带来不便，进而对汽车车身的质量造成不利影响。因此，在使用之前或是长时间运行后，均要对超声波检测仪器进行检测与校正，基准材料使用进行热处理后的 S355JO 钢，并按照指导手册设计标准尺寸的焊头，对基准板材的棱角与表面进行打磨（Ra值统一规定为0.8微米）。超声波仪器的校正检测主要分为检测仪检测与探头检测两部分，检测仪的准确度核查的参数主要包括，回波峰值、回波距离与标准值偏差等;探头的准确度核查主要通过比较回波峰值与标准的值的差异等实现。

5结束语

综上所述，现代车辆车身焊点的传统缺陷检测方式主要有组织显微检测、凿检检测以及非破环检测等。超声波检测具有检测效率高、准确度高等优势，在工作中常与破环性检测方式结合用于高强度热成型钢的焊点质量检测。超声波检测技术的基本原理是正向压电效益以及超声波的反射效应，检测探头的合理选择对检测效果准确度至关重要。焊接点受到焊接时间、电流稳定性等多方面因素影响，并常表现为砂眼、气孔等缺陷形式。超声波回波数量、不同次序回波之间的距离、间歇回波的距离与峰值等均为焊接点超声波检测的核心指标。超声波检测仪器在使用前以及长期使用后也需要通过规范的方式进行检测与校正。

参考文献：

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[4]何超波. 汽车白车身焊点质量超声波检测系统研究[D].湖南大学，2013.

作者简介：

卢小龙（1987.03.20），性别： 男，民族： 汉，籍贯（精确到市）： 河南省开封市，当前职务： 质量工程师，当前职称： 助理工程师，學历： 本科，研究方向： 车身焊接技术/质量管控、提升.