本文根据白车身焊点的破坏性检验实践，结合国际最新的检测标准，介绍了钢板厚度为0.5～4mm电阻点焊的破坏性检测标准在汽车行业的应用。根据破坏性检验结果，进行生产过程的优化和提高，以促进点焊质量的提高。

车身焊接后形成焊点的强度，是保证车身安全可靠的重要因素。在汽车制造实践中，人们通过各种检测手段如超声波检测、开凿实验和金相实验等来检测车身焊点的合格与否。其中，通过破坏性的金相实验，能确保在规模化的汽车生产过程中，车身的焊接质量始终处于受控状态，为整车质量的提高打下坚实的基础。

破坏性金相实验

破坏性金相实验是以焊接金属学和金属物理为理论基础，借助光学显微镜或电子显微镜等工具，分析焊接接头区域的显微组织变化、焊接缺陷（如焊接裂纹和夹杂物等）及焊接接头性能之间联系的一种综合试验方法，是保证和改善焊接接头质量的一门重要的实验学科。用于车身焊点质量分析的主要是宏观金相，主要内容为：通过放大倍数一般不超过100倍的显微镜，对试样截面进行观察，以测量焊点和焊缝的关键参数尺寸，分析宏观缺陷。整个实验过程一般包含实验样品的取样、样品的制备、样品的分析和样品的评估4个步骤。

实验方法

1.实验条件

为确保检验结果的准确性和可靠性，实验室温度需保持为5～35℃；操作环境湿度为15％RH～80％RH，上述参数可以通过标定合格的温度计及湿度计进行监控。使用硝酸和酒精等化学品时保持室内通风。因实验过程中含有硝酸等危险品，实验员进行实验时必须使用防护用品，实验室配备相应的危险品必须放置专柜及消防设施。

2.实验切割设备

采用某公司生产的Q-2B型精密切割机，切割直径小于φ60mm，具有低噪声防水电动机，并带循环水箱；配备有快速夹紧装置及移动台面；具有联动控制功能，确保安全性。

图1  电阻点焊的焊接原理

3.样品打磨设备

采用某公司生产的MPD-1型磨抛机，单盘台式50～1500r/min，具有变频调速低噪声防水电动机。

4.样品微观结构判定设备

采用硝酸和酒精严格按照1:10（体积）比例配置的溶液，对金属表面进行腐蚀，使金属明显可见。然后采用某公司生产的光学显微镜以50:1的比例对横磨面进行观察，用以评价裂纹及气孔等。

焊点的物理结构与检测参数

1.电阻点焊

电阻点焊是用焊枪电极施力，使连接部件焊接区域局部温度升高至熔化，部件在熔液凝固时被连接。以点状熔核形成的连接被称为焊点连接。在白车身规模化生产过程中，电阻点焊的使用最为普遍，其焊接原理如图1所示。电阻点焊完成后形成焊点的剖面如图2所示。

（1）符号说明

熔核直径dL为焊接形成熔融区域的焊核的直径。dL的大小取决于最薄的钢板厚度，dL≥3.5（为计算方便，本文中以t1、t2表示连接钢板的厚度，其中以t1表示最薄的钢板，以t2表示最厚的钢板）。dLmin表示熔核直径最小值。

焊核渗透深度tL≥0.2mm。压痕直径dE1、dE2是由电极造成的压痕中心的直径。压痕深度tE1、tE2是由电极造成的凹痕的最大深度，用于评定表面质量。t1、t2是连接钢板的厚度。tS是钢板直径的缝隙尺寸，其最大允许为对应钢板厚度的20%。点焊直径dP为焊点垂直方向各测量一次数据的数学平均值，其作用为用于焊核直径的额定值调整，标准dp＝1.15dL，dPmin为点焊直径最小值。

（2）热影响区域

热影响区域是由于电阻点焊时吸收大量的热能而使母体材料在熔核外侧的组织结构发生变化的区域。

（3）最小熔核直径及点焊直径计算方式

如前文所述，取两层焊接钢板中最小的钢板厚度为t1，则熔核直径的理论尺寸为dLmin≥3.5；点焊直径dPmin＝1.15dLmin。例如，当最薄的钢板厚度t1为1mm时，熔核直径最小值dLmin不小于3.5mm，点焊直径dPmin为4mm。

（4）点焊钢板的表面质量评定

对于不同用途的焊接钢板，有不同的表面等级要求。汽车车身钢板表面不允许有飞溅物，压痕深度tE1、tE2不得超过各自钢板厚度的20%。

图2  电阻点焊完成后形成焊点的剖面

2.焊点内部状况的评定标准

焊点形成后，存在的故障模式一般分为4类：熔核直径偏小，小于理论值；焊点未熔合；存在裂纹、气孔或孔群；焊核断面区域收缩。

（1）熔核直径dL取决于最薄钢板的厚度，其测量数据不得低于计算理论数据。焊核的渗透深度tL大于0.2mm。

（2）焊点未熔合，即在钢板连接层之间未形成焊接熔核。焊点未熔合应作为焊接过程中的严重故障处理。

（3）对于焊核结晶体，其结晶体边缘区域、钢板连接面的延长线区域、热影响区域以及基体材料等区域，都不允许出现裂纹。在结晶体的边缘接口处，不允许出现气孔或孔群。

（4）焊接完成后的断面区域将出现收缩，其收缩后的尺寸必须大于最薄钢板厚度的85%。

检测案例

对白车身焊点进行破坏性金相实验时，出现了一些常见故障模式，现对其产生的主要原因进行分析，以保证规模化生产过程中，能够快速而准确地判断其成因，并主动进行干预。

1.熔核直径偏小，小于理论值

产生的主要原因为电极杆或焊枪臂与零件或夹具接触导致的分流；或者上下电极不对中以及电极帽未及时修锉导致。为避免此类故障模式的产生，必须对电极杆或焊枪的相对位置进行监控，电极轴线应垂直于钢板表面；严格遵循电极帽的使用周期。

2.焊点未熔合，在钢板连接层之间未形成焊接熔核

焊点未熔合的故障模式应作为紧急故障处理，必须立刻采取主动干预措施，避免批量缺陷的产生。其产生的主要原因为：焊接持续的时间过短，焊接电流过小。通常情况下，焊接电流过小是由于电极帽侧面碰到工件导致的分流，这种情况下，需立即调整电极帽的位置，避免侧面干涉。

3.产生气孔及裂纹

在冲压工艺中，为了清除钢板表面的污渍必须使用清洁油，为了避免钢板在冲压过程中产生伤碎、生锈等情况，必须使用拉延防锈油。这两种油脂在使用完毕后如未被完全清理，部分残留在钢板表面，在焊接过程中就会产生气孔或裂纹。因此，对钢板表面的清洁也是焊接控制的重要步骤。另外，焊接参数的设置不当等也会导致气孔或裂纹的产生，需及时对焊接参数进行优化调整。

4.产生孔群，即成片的气孔

当焊接时保护气体量不足时，保护未能充分发挥作用，或者焊枪喷嘴由于焊渣飞溅导致堵塞时，则会产生孔群。这种故障模式出现时，调整气体保护量及清除积存在焊枪内的飞溅杂质是非常必要的。

结语

本文介绍了白车身焊点的破坏性检测标准，分析了在白车身制造实践中焊点检测的实际案例，并给出了对应的原因分析及应对措施，对车身焊接质量的提高具有积极的参考价值。

上海大众汽车有限公司作为国内最大的汽车制造企业，自采用并严格遵循此标准以来，在白车身的制造实践中已经累积了宝贵的经验。公司在年度产量增长率持续超过20%，年度实际产量超过170万辆的情况下，白车身焊点的检测合格率始终处于集团领先地位，在各种类型的碰撞实验中获得好评，备受汽车评价专家及市场客户赞誉。