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一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法

2021-03-31 02:32:55

一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法

  技术领域

  本发明涉及车辆领域,尤其涉及一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法。

  背景技术

  电阻点焊是实现不同钢制车身零件可靠连接的最主要工艺方法,其焊接质量的优劣将直接影响车身的可靠性与安全性。在实际车身试制与生产过程中,焊接质量的稳定性往往会受到多种因素的影响,包括焊接参数的变化、电极帽的烧损以及工装夹具的匹配性等。当其中某一因素发生改变时,焊接质量往往会随之改变。车身焊点的抗扭剪合格性也是判定焊缝综合连接质量合格的条件之一,其在初始焊接参数的制定阶段、焊接质量波动后的修复与工艺调整阶段以及正常试制与生产中的焊接质量抽检中都有着较为广泛的应用基础。

  当前,虽然一些先进的实时质量监控手段的应用可将焊接质量变化带来的损失降至最低,但仍需对实际试制与生产线中已经产生的不合格焊点,特别是关键安全构件不合格焊点的质量进行二次评估,以确定后续补救方案并及时修正相关工艺参数。由于车身件一般结构都比较复杂,且焊点分布众多,往往无法将实际件直接在专业性能测试设备对某个可能存在质量问题的焊点进行针对性测试。若采用试验料片制成标准测试样品并送至专业的机械性能测试实验室检测,虽可得到准确的力学数据,但又会带来质量修复与工艺调整效率的大幅下降,影响试制与量产节拍。

  截至目前,试制与量产车间工位尚未形成一种较为完整的可对车身焊点抗扭剪合格性作出快速、准确测试与评价的方法。

  发明内容

  基于以上问题,本发明的目的在于提供一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法,能够快速、准确地对车身焊点进行抗扭剪合格性测试评价。

  为达上述目的,本发明采用以下技术方案:

  一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法,包括以下步骤:

  S1、提取车身焊点的实际焊接工艺参数;

  S2、建立车身焊点的抗扭剪测试模型;

  S3、基于抗扭剪测试模型制造分体料片;

  S4、基于实际焊接工艺参数制作车身焊点的抗扭剪测试样品;

  S5、制作抗扭剪测试夹具;

  S6、将抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试;

  S7、根据抗扭剪测试样品的破坏形式以及最小剥离宽度W和最小料片厚度H的对应关系,对车身焊点抗扭剪合格性进行综合评价。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S1中,车身焊点包括不同车身结构件通过电阻点焊工艺连接后形成的双层板焊点或者三层板焊点,实际焊接工艺参数包括形成车身焊点所采用的实际焊机、实际焊钳、实际控制柜、实际电极帽以及实际焊接工艺。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S2中,抗扭剪测试模型包括双层板焊点抗扭剪测试模型,双层板焊点抗扭剪测试模型包括第一料片、第二料片和第一焊点焊缝,第一料片和第二料片呈第一夹角设置,第一料片和第二料片通过第一焊点焊缝连接,第一焊点焊缝位于第一料片和第二料片沿长度方向的中心线的交汇处。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S2中,抗扭剪测试模型还包括三层板焊点抗扭剪测试模型,三层板焊点抗扭剪测试模型包括第三料片、第四料片、第五料片和第二焊点焊缝,第三料片和第五料片呈第二夹角设置,第四料片与第三料片平行,第三料片、第四料片和第五料片通过第二焊点焊缝依次连接,第二焊点焊缝位于第三料片和第五料片沿长度方向的中心线的交汇处。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S3中,基于双层板焊点抗扭剪测试模型,分别制作第一料片和第二料片;或者,基于三层板焊点抗扭剪测试模型,分别制作第三料片、第四料片和第五料片。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S4中,抗扭剪测试样品包括双层板焊点抗扭剪测试样品,基于双层板焊点抗扭剪测试模型,通过夹紧工具将第一料片和第二料片按照第一夹角放置,基于实际焊接工艺参数焊接第一焊点焊缝。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S4中,抗扭剪测试样品包括三层板焊点抗扭剪测试样品,基于三层板焊点抗扭剪测试模型,通过夹紧工具将第三料片和第五料片呈第二夹角放置,第四料片与第三料片平行,基于实际焊接工艺参数焊接第二焊点焊缝。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S5中,抗扭剪测试夹具包括:

  固定单元,包括测试底座和第一垫板,测试底座开设有第一容纳槽,第一容纳槽的槽口设置有第一限位板,第一垫板设置于第一容纳槽内,第一垫板与第一限位板的间距可调;

  扭转单元,包括测试扭臂和第二垫板,测试扭臂设置有第二容纳槽,第二容纳槽的槽口设置有第二限位板,第二垫板设置于第二容纳槽内,第二垫板与第二限位板的间距可调。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S6中,对于双层板焊点抗扭剪测试样品,在测试时,将第一料片夹持于固定单元的第一垫板与第一限位板之间,将第二料片夹持于扭转单元的第二垫板与第二限位板之间,保持固定单元的测试底座固定不动,对扭转单元的测试扭臂施加作用力,直至第一料片和第二料片分离;

  对于三层板焊点抗扭剪测试样品,在测试时,将第三料片夹持于固定单元的第一垫板与第一限位板之间,将第五料片夹持于扭转单元的第二垫板与第二限位板之间,保持固定单元的测试底座固定不动,对扭转单元的测试扭臂施加作用力,直至第三料片与第四料片分离或第四料片与第五料片分离。

  作为本发明的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的优选方案,在步骤S7中,最小剥离宽度W为焊点从测试样品中发生脱扣,在一侧料片上形成的脱扣部分的最小宽度值,最小料片厚度H为发生脱扣时被连接的相邻料片中较薄的一侧料片的厚度;

  若破化形式为焊缝沿着两侧料片间的贴合面方向剪开,则车身焊点抗扭剪合格性判定为不合格;

  若破坏形式为焊缝沿一侧料片发生分离脱扣,当测试结果满足最小剥离宽度W和最小料片厚度H的预设对应关系时,则车身焊点抗扭剪合格性判定为合格,否则判定为不合格。

  本发明的有益效果为:

  本发明提供的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法,包括以下步骤:S1、提取车身焊点的实际焊接工艺参数;S2、建立车身焊点的抗扭剪测试模型;S3、基于抗扭剪测试模型制造分体料片;S4、基于实际焊接工艺参数制作车身焊点的抗扭剪测试样品;S5、制作抗扭剪测试夹具;S6、将抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试;S7、根据抗扭剪测试样品的破坏形式以及最小剥离宽度W和最小料片厚度H的对应关系,对车身焊点抗扭剪合格性进行综合评价。本发明提供的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法,无需通过实际车身件和专业测试设备,无需获取焊缝的实际抗扭剪测试值,仅需借助抗扭剪测试样品、相对简易的测试组合夹具及操作工人的适当人力,即可实现车身焊点抗扭剪合格性的快速、准确的测试与评价。此外,该方法还可用于支撑焊接工艺的快速调整、焊缝质量的精准修复以及大批量生产中的快速质量抽检,助力车身试制与量产质量稳定性及制造效率的双提升。

  附图说明

  为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

  图1是本发明具体实施方式提供的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法的流程图;

  图2是本发明具体实施方式提供的双层板焊点抗扭剪测试模型的结构示意图;

  图3是本发明具体实施方式提供的三层板焊点抗扭剪测试模型的结构示意图;

  图4是本发明具体实施方式提供的抗扭剪测试夹具的结构示意图;

  图5是本发明具体实施方式提供的抗扭剪测试夹具中固定单元的结构示意图;

  图6是本发明具体实施方式提供的抗扭剪测试夹具中扭转单元的结构示意图。

  图中:

  1-固定单元;2-扭转单元;

  11-测试底座;12-第一垫板;13-第一螺栓;

  111-第一容纳槽;112-第一限位板;113-通孔;114-固定孔;115-第三螺栓;

  21-测试扭臂;22-第二垫板;23-第二螺栓;

  211-第二容纳槽;212-第二限位板;

  100-双层板焊点抗扭剪测试模型;101-第一料片;102-第二料片;103-第一

  焊点焊缝;

  200-三层板焊点抗扭剪测试模型;201-第三料片;202-第四料片;203-第五

  料片;204-第二焊点焊缝;

  300-固定工作台。

  具体实施方式

  为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

  在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

  如图1所示,本实施例提供一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法,包括以下步骤:

  S1、提取车身焊点的实际焊接工艺参数;

  S2、建立车身焊点的抗扭剪测试模型;

  S3、基于抗扭剪测试模型制造分体料片;

  S4、基于实际焊接工艺参数制作车身焊点的抗扭剪测试样品;

  S5、制作抗扭剪测试夹具;

  S6、将抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试;

  S7、根据抗扭剪测试样品的破坏形式以及最小剥离宽度W和最小料片厚度H的对应关系,对车身焊点抗扭剪合格性进行综合评价。

  可选地,在步骤S1中,车身焊点包括不同车身结构件通过电阻点焊工艺连接后形成的双层板焊点或者三层板焊点,实际焊接工艺参数包括形成车身焊点所采用的实际焊机、实际焊钳、实际控制柜、实际电极帽以及实际焊接工艺。

  可选地,在步骤S2中,抗扭剪测试模型包括双层板焊点抗扭剪测试模型100,如图2所示,双层板焊点抗扭剪测试模型100包括第一料片101、第二料片102和第一焊点焊缝103,第一料片101和第二料片102呈第一夹角设置,第一料片101和第二料片102通过第一焊点焊缝103连接,第一焊点焊缝103位于第一料片101和第二料片102沿长度方向的中心线的交汇处。第一夹角的角度范围为25°至180°。第一料片101的宽度为W1,30mm≤W1≤50mm,第二料片102的宽度为W2,30mm≤W2≤50mm。第一料片101的长度为L1,5W1≤L1≤8W1,第二料片102的长度为L2,5W2≤L2≤8W2。

  可选地,在步骤S2中,抗扭剪测试模型还包括三层板焊点抗扭剪测试模型200,如图3所示,三层板焊点抗扭剪测试模型200包括第三料片201、第四料片202、第五料片203和第二焊点焊缝204,第三料片201和第五料片203呈第二夹角设置,第四料片202与第三料片201平行,第三料片201、第四料片202和第五料片203通过第二焊点焊缝204依次连接,第二焊点焊缝204位于第三料片201和第五料片203沿长度方向的中心线的交汇处。第二夹角的角度范围为25°至180°。第三料片201的宽度为M1,30mm≤M1≤50mm,第四料片202的宽度为M2,30mm≤M2≤50mm,第五料片203的宽度为M3,30mm≤M3≤50mm。第三料片201的长度为D1,5M1≤D1≤8M1,第四料片202的长度为D2,M2≤D2≤1.5M2,第五料片203的长度为D3,5M3≤D3≤8M3。

  可选地,在步骤S3中,基于双层板焊点抗扭剪测试模型100,分别制作第一料片101和第二料片102;或者,基于三层板焊点抗扭剪测试模型200,分别制作第三料片201、第四料片202和第五料片203。

  可选地,在步骤S4中,抗扭剪测试样品包括双层板焊点抗扭剪测试样品,基于双层板焊点抗扭剪测试模型100,通过夹紧工具将第一料片101和第二料片102按照第一夹角放置,基于实际焊接工艺参数焊接第一焊点焊缝103。双层板焊点抗扭剪测试样品的第一料片101和第二料片102分别与实际车身结构双层板焊点两侧料片的材料牌号、状态、性能及厚度完全相同。

  在步骤S4中,抗扭剪测试样品包括三层板焊点抗扭剪测试样品,基于三层板焊点抗扭剪测试模型200,通过夹紧工具将第三料片201和第五料片203呈第二夹角放置,第四料片202与第三料片201平行,基于实际焊接工艺参数焊接第二焊点焊缝204。三层板焊点抗扭剪测试样品的第三料片201、第四料片202和第五料片203分别与实际车身结构三层板焊点的三层料片的材料牌号、状态、性能、厚度及位置叠放关系完全相同。

  可选地,在步骤S5中,如图4所示,该抗扭剪测试夹具包括固定单元1和扭转单元2。其中,如图4和图5所示,固定单元1包括测试底座11和第一垫板12,测试底座11开设有第一容纳槽111,第一容纳槽111的槽口设置有第一限位板112,第一垫板12设置于第一容纳槽111内,第一垫板12与第一限位板112的间距可调。

  如图4和图6所示,扭转单元2包括测试扭臂21和第二垫板22,测试扭臂21设置有第二容纳槽211,第二容纳槽211的槽口设置有第二限位板212,第二垫板22设置于第二容纳槽211内,第二垫板22与第二限位板212的间距可调。

  对于双层板焊点抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试时,将第一料片101夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将第二料片102夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第一料片101和第二料片102分离,根据第一焊点焊缝103残留部分的最小剥离直径判断是否符合焊点抗扭剪合格性测试需求,操作方便,省时省力,测试效率高,测试准确度高,由于第一垫板12与第一限位板112的间距可调,第二垫板22与第二限位板212的间距可调,可以适用于多种厚度尺寸的双层板焊点抗扭剪测试样品测试。

  对于三层板焊点抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试时,将第三料片201夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将第五料片203夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第三料片201与第四料片202分离或第四料片202与第五料片203分离,根据第二焊点焊缝204残留部分的最小剥离直径判断是否符合焊点抗扭剪合格性测试需求,操作方便,省时省力,测试效率高,测试准确度高,由于第一垫板12与第一限位板112的间距可调,第二垫板22与第二限位板212的间距可调,可以适用于多种厚度尺寸的三层板焊点抗扭剪测试样品测试。

  为方便调节第一垫板12与第一限位板112的间距,可选地,固定单元1还包括第一螺栓13,第一螺栓13螺纹连接于第一容纳槽111的底部,并与第一垫板12抵接,以调节第一垫板12与第一限位板112的间距。为方便旋拧第一螺栓13,可选地,测试底座11设置有通孔113,通孔113设置于第一容纳槽111的下方,第一螺栓13远离第一垫板12的一端位于通孔113内。为保证第一垫板12受力比较均匀,可选地,第一螺栓13至少设置有两个,至少两个第一螺栓13沿第一垫板12的长度方向间隔设置。

  为方便调节第二垫板22与第二限位板212的间距,可选地,扭转单元2还包括第二螺栓23,第二螺栓23螺纹连接于第二容纳槽211的底部,并与第二垫板22抵接,以调节第二垫板22与第二限位板212的间距。为保证第二垫板22受力比较均匀,可选地,第二螺栓23至少设置有两个,至少两个第二螺栓23沿测试扭臂21的长度方向间隔设置。

  为方便固定测试底座11,可选地,测试底座11设置有固定孔114,固定孔114内连接有第三螺栓115,测试底座11通过第三螺栓115与固定工作台300连接。为保证测试底座11受力比较均匀,可选地,固定孔114和第三螺栓115均设置有多个。

  为保证测试底座11和测试扭臂21的结构强度,可选地,测试底座11和测试扭臂21均由中碳调质钢制备而成。为方便装配,可选地,测试底座11为工字型。

  需要说明的是,第一容纳槽111的宽度L1与第三料片201的宽度W1满足:W1+0.5mm≤L1≤W1+5mm。第一容纳槽111的侧边宽度H1满足:5mm≤H1≤20mm。第一限位板112的厚度M1满足:2mm≤M1≤4mm。第一容纳槽111的长度L2满足:1.5W1≤L2≤5W1。第一垫板12的宽度W3满足:W1-5mm≤W3≤W1。第二容纳槽211的宽度L3与第五料片203的宽度W2满足:W2+0.5mm≤L3≤W2+5mm。第二容纳槽211的侧边宽度H2满足:5mm≤H2≤20mm。第二限位板212的厚度M2满足:2mm≤M2≤4mm,第二容纳槽211的长度L4满足:1.5W2≤L4≤5W2。第二垫板22的宽度W4满足:W2-5mm≤W4≤W2。测试扭臂21的长度L5满足:250mm≤L5≤1000mm。

  可选地,在步骤S6中,对于双层板焊点抗扭剪测试样品,在测试时,将第一料片101夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将第二料片102夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第一料片101和第二料片102分离。第一料片101插入第一容纳槽111的长度应不小于其宽度的1.5倍,第二料片102插入第二容纳槽211的长度应不小于其宽度的1.5倍。第一料片101能够在宽度方向上与第一容纳槽111间隙配合,配合间隙为0.5mm-5mm,第二料片102能够在宽度方向上与第二容纳槽211间隙配合,配合间隙为0.5mm-5mm。

  对于三层板焊点抗扭剪测试样品,在测试时,将第三料片201夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将第五料片203夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第三料片201与第四料片202分离或第四料片202与第五料片203分离。第三料片201插入第一容纳槽111的长度应不小于其宽度的1.5倍,第五料片203插入第二容纳槽211的长度应不小于其宽度的1.5倍。第三料片201能够在宽度方向上与第一容纳槽111间隙配合,配合间隙为0.5mm-5mm,第五料片203能够在宽度方向上与第二容纳槽211间隙配合,配合间隙为0.5mm-5mm。

  可选地,在步骤S7中,最小剥离宽度W为焊点从测试样品中发生脱扣,在一侧料片上形成的脱扣部分的最小宽度值,最小料片厚度H为发生脱扣时被连接的相邻料片中较薄的一侧料片的厚度;

  若破化形式为焊缝沿着两侧料片间的贴合面方向剪开,则车身焊点抗扭剪合格性判定为不合格;

  若破坏形式为焊缝沿一侧料片发生分离脱扣,当测试结果满足最小剥离宽度W和最小料片厚度H的预设对应关系时,则车身焊点抗扭剪合格性判定为合格,否则判定为不合格。

  如表1示出了最小剥离宽度W和最小料片厚度H的预设对应关系,此时破坏形式为焊缝沿一侧料片发生分离脱扣,当最小料片厚度H位介于表1中两个最小料片厚度值之间时,依据数值较大的最小料片厚度值对应的最小剥离宽度W对车身焊点抗扭剪性合格性进行判断。

  表1

  

  为方便理解,列举以下几个示例进行详细说明。

  示例一:测试与评价某车型右后柱下部加强板与右后柱角接板形成的双层板焊点的抗扭剪合格性。其中,右后柱下部加强板的制造材料为1.2mm厚的St12冷轧板,右后柱角接板的制造材料为1.8mm厚的St14冷轧板。

  步骤一:提取车身焊点的实际焊接工艺参数

  实际车身焊点为某车型右后柱下部加强板与右后柱角接板通过电阻点焊工艺连接后形成的双层板焊点。实际焊接工艺参数为形成车身焊点所用的实际焊机、实际焊钳、实际控制柜、实际电极帽以及实际焊接工艺。

  步骤二:建立车身焊点的抗扭剪测试模型

  车身焊点抗扭剪测试模型采用双层板焊点抗扭剪测试模型100,第一料片101的制造材料为1.2mm厚的St12冷轧板,第二料片102的制造材料为1.8mm厚的St14冷轧板,第一焊点焊缝103位于第一料片101和第二料片102沿长度方向的中心线的交汇处,第一料片101与第二料片102交叉布置,夹角为25°。第一料片101的宽度W1=30mm,长度L1=180mm,第二料片102的宽度W2=40mm,长度均为200mm。

  步骤三:基于抗扭剪测试模型制造分体料片

  基于双层板焊点抗扭剪测试模型100,分别制作第一料片101和第二料片102。

  步骤四:基于实际焊接工艺参数制作车身焊点的抗扭剪测试样品

  基于双层板焊点抗扭剪测试模型100,借助夹紧夹具,按照可满足后续测试要求的位置关系装配第一料片101和第二料片102,通过实际焊接工艺参数焊接第一焊点焊缝103,完成双层板焊点抗扭剪测试样品的制作。

  步骤五:制作抗扭剪测试夹具

  该抗扭剪测试夹具包括固定单元1和扭转单元2。固定单元1包括测试底座11和第一垫板12,测试底座11开设有第一容纳槽111,第一容纳槽111的槽口设置有第一限位板112,第一垫板12设置于第一容纳槽111内,第一垫板12与第一限位板112的间距可调。扭转单元2包括测试扭臂21和第二垫板22,测试扭臂21设置有第二容纳槽211,第二容纳槽211的槽口设置有第二限位板212,第二垫板22设置于第二容纳槽211内,第二垫板22与第二限位板212的间距可调。

  步骤六:将抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试

  在测试时,将双层板焊点抗扭剪测试样品的第一料片101夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将双层板焊点抗扭剪测试样品的第二料片102夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第一料片101和第二料片102分离。

  步骤七:根据抗扭剪测试样品的破坏形式以及最小剥离宽度W和最小料片厚度H的对应关系,对车身焊点抗扭剪合格性进行综合评价

  测试样品的破坏形式为焊缝沿着两侧料片的料片贴合面方向剪开,按照评价标准直接判定为不合格。因而,在后续试制及生产中需重新调整焊接工艺,以获得满足产品设计及生产要求的车身焊点质量。

  示例二:测试与评价某车型左后流水槽与左后流水槽补板形成的双层板焊点的抗扭剪合格性。其中,左后流水槽的制造材料为0.65mm厚的St04热镀锌板,左后流水槽补板的制造材料为0.7mm厚的St07热镀锌板。

  步骤一:提取车身焊点的实际焊接工艺参数

  实际车身焊点为某车型左后流水槽与左后流水槽补板通过电阻点焊工艺连接后形成的双层板焊点。实际焊接工艺参数为形成车身焊点所用的实际焊机、实际焊钳、实际控制柜、实际电极帽以及实际焊接工艺。

  步骤二:建立车身焊点的抗扭剪测试模型

  车身焊点抗扭剪测试模型采用双层板焊点抗扭剪测试模型100,第一料片101的制造材料为0.65mm厚的St04热镀锌板,第二料片102的制造材料为0.7mm厚的St07热镀锌板,第一焊点焊缝103位于第一料片101和第二料片102沿长度方向的中心线的交汇处,第一料片101与第二料片102交叉布置,夹角为90°。第一料片101的宽度W1=40mm,长度L1=200mm,第二料片102的宽度W2=40mm,长度均为240mm。

  步骤三:基于抗扭剪测试模型制造分体料片

  基于双层板焊点抗扭剪测试模型100,分别制作第一料片101和第二料片102。

  步骤四:基于实际焊接工艺参数制作车身焊点的抗扭剪测试样品

  基于双层板焊点抗扭剪测试模型100,借助夹紧夹具,按照可满足后续测试要求的位置关系装配第一料片101和第二料片102,通过实际焊接工艺参数焊接第一焊点焊缝103,完成双层板焊点抗扭剪测试样品的制作。

  步骤五:制作抗扭剪测试夹具

  该抗扭剪测试夹具包括固定单元1和扭转单元2。固定单元1包括测试底座11和第一垫板12,测试底座11开设有第一容纳槽111,第一容纳槽111的槽口设置有第一限位板112,第一垫板12设置于第一容纳槽111内,第一垫板12与第一限位板112的间距可调。扭转单元2包括测试扭臂21和第二垫板22,测试扭臂21设置有第二容纳槽211,第二容纳槽211的槽口设置有第二限位板212,第二垫板22设置于第二容纳槽211内,第二垫板22与第二限位板212的间距可调。

  步骤六:将抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试

  在测试时,将双层板焊点抗扭剪测试样品的第一料片101夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将双层板焊点抗扭剪测试样品的第二料片102夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第一料片101和第二料片102分离。

  步骤七:根据抗扭剪测试样品的破坏形式以及最小剥离宽度W和最小料片厚度H的对应关系,对车身焊点抗扭剪合格性进行综合评价

  测试样品的破坏形式为焊缝沿第一料片101发生分离脱扣,经游标卡尺测量知在第二料片102表面形成的脱扣的最小剥离宽度W=4.1mm。由于最小料片厚度H=0.65mm,位于表1中0.6mm-0.7mm之间,根据评价要求应按照最小料片厚度H=0.7mm对应的脱扣的最小剥离宽度进行判断。由于4.1mm>3.3mm,因而判定该车身焊点的抗扭剪合格性为合格。

  示例三:测试与评价某车型左后柱下部连接板与左后柱下部加强板、左后柱中部连接板形成的三层板焊点的抗扭剪合格性。其中,左后柱下部连接板的制造材料为1.0mm厚的St14冷轧板,左后柱下部加强板制造材料为1.2mm厚的St12冷轧板,左后柱中部的制造材料为1.0mm厚的St13冷轧板,三层板焊点的中间位置连接板为左后柱下部连接板。

  步骤一:提取车身焊点的实际焊接工艺参数

  实际车身焊点为左后柱下部连接板与左后柱下部加强板、左后柱中部连接板形成的三层板焊点。实际焊接工艺参数为形成车身焊点所用的实际焊机、实际焊钳、实际控制柜、实际电极帽以及实际焊接工艺。

  步骤二:建立车身焊点的抗扭剪测试模型

  车身焊点抗扭剪测试模型采用三层板焊点抗扭剪测试模型200,第三料片201的制造材料为1.2mm厚的St12冷轧板,第四料片202的制造材料为为1.0mm厚的St14冷轧板,第五料片203的制造材料为1.0mm厚的St13冷轧板,第三料片201和第五料片203呈180°的第二夹角设置,第四料片202与第三料片201平行,第三料片201、第四料片202和第五料片203通过第二焊点焊缝204依次连接,第二焊点焊缝204位于第三料片201和第五料片203沿长度方向的中心线的交汇处。第三料片201的宽度M1=50mm,长度D1=250mm,第四料片202的宽度M2=40mm,长度D2=50mm,第五料片203的宽度M3=40mm,长度D3=300mm。

  步骤三:基于抗扭剪测试模型制造分体料片

  基于三层板焊点抗扭剪测试模型200,分别制作第三料片201、第四料片202和第五料片203。

  步骤四:基于实际焊接工艺参数制作车身焊点的抗扭剪测试样品

  基于三层板焊点抗扭剪测试模型200,借助夹紧夹具,按照位置关系装配第三料片201、第四料片202和第五料片203,通过实际焊接工艺参数焊接第二焊点焊缝204,完成三层板焊点抗扭剪测试样品的制作。

  步骤五:制作抗扭剪测试夹具

  该抗扭剪测试夹具包括固定单元1和扭转单元2。固定单元1包括测试底座11和第一垫板12,测试底座11开设有第一容纳槽111,第一容纳槽111的槽口设置有第一限位板112,第一垫板12设置于第一容纳槽111内,第一垫板12与第一限位板112的间距可调。扭转单元2包括测试扭臂21和第二垫板22,测试扭臂21设置有第二容纳槽211,第二容纳槽211的槽口设置有第二限位板212,第二垫板22设置于第二容纳槽211内,第二垫板22与第二限位板212的间距可调。

  步骤六:将抗扭剪测试样品装夹至抗扭剪测试夹具中进行抗扭剪合格性测试

  在测试时,将三层板焊点抗扭剪测试样品的第三料片201夹持于固定单元1的第一垫板12与第一限位板112之间,将三层板焊点抗扭剪测试样品的第五料片203夹持于扭转单元2的第二垫板22与第二限位板212之间,保持固定单元1的测试底座11固定不动,对扭转单元2的测试扭臂21施加作用力,直至第三料片201与第四料片202分离或第四料片202与第五料片203分离。

  步骤七:根据抗扭剪测试样品的破坏形式以及最小剥离宽度W和最小料片厚度H的对应关系,对车身焊点抗扭剪合格性进行综合评价

  测试样品的破坏形式为焊缝沿第五料片203发生分离脱扣,经游标卡尺测量知在第四料片202表面形成的脱扣的最小剥离宽度W=3.4mm。由于最小料片厚度H=1.0mm,根据评价要求应按照最小料片厚度H=1.0mm对应脱扣的最小剥离宽度进行判断。由于3.4mm<4.0mm,因而判定该车身焊点的抗扭剪合格性为不合格。因而,在后续试制及生产中需重新调整焊接工艺,以获得满足产品设计及生产要求的车身焊点质量。

  本实施例提供的车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法,无需通过实际车身件和专业测试设备,无需获取焊缝的实际抗扭剪测试值,仅需借助抗扭剪测试样品、相对简易的测试组合夹具及操作工人的适当人力,即可实现车身焊点抗扭剪合格性的快速、准确的测试与评价。此外,该方法还可用于支撑焊接工艺的快速调整、焊缝质量的精准修复以及大批量生产中的快速质量抽检,助力车身试制与量产质量稳定性及制造效率的双提升。

  注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

《一种车身焊点抗扭剪合格性测试评价方法.doc》
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