超声波点焊无损检测在焊接质量检测中有着很广的应用,上海通用汽车南厂采用GE检测科技的USLT2000B超声波点焊检测设备,配合传统检查手段构成严密的三级检查体系。
电阻点焊是现代汽车车身制造中应用最广泛的装配工艺方式,占据了整个车身装配工作量的90%以上。每辆轿车白车身由3000~6000个焊点将数百个薄板冲压件拼装而成,车身强度很大程度上取决于焊点质量。上海通用汽车南厂车身车间使用破坏性检测和非破坏性检测(凿检、目视化和超声波检测)对焊点进行质量控制。相比之下,超声波无损检测手段具有传统破坏性和非破坏性检查不可比拟的优点。因此,超声波无损探伤作为一种先进无损探伤技术,已经被上海通用汽车广泛应用在白车身焊点质量检测上。
传统破坏性检查是对抽样白车身进行焊点撕裂。此类检查虽然能最直观、全面的反映白车身焊接质量,但存在效率低、成本高、无法及时发现焊接缺陷的固有缺陷,只能作为反映焊接总体质量的评估手段,无法即时监控焊点质量。传统非破坏性检查方法中,凿检和目视化是使用最普遍的焊点检查方法。它们可以及时反馈焊接质量,以供焊接工程师调整焊接工艺和控制生产流程,具有经济、高效的优点,但是受操作者主观影响很大,而且存在盲区。凿检只能检查板材边缘的焊点,且凿检后焊点周围的表面平整度和焊接强度都会降低。
无损检测是在不破坏工件的前提下,检查工件内部缺陷或测量工件特征的检查方式。超声波检测就是无损检测方式中的一种,它是利用超声波在焊点界面反射或穿透焊点熔核时的声波衰减程度和回波间隔来判断焊点质量的。操作者手持探头,配合耦合剂,探头紧贴焊点表面,并与板面垂直,然后根据屏幕上超声波曲线波型宽度和幅度等变化,来判断焊点焊接质量的好坏。
常用判别准则如下:
1.合格的焊点:回波序列的波幅相应快速递减。这是因为焊核金属的晶粒较母材晶粒粗大,声波穿过时,能量衰减也大。回波的间隔反映焊点的厚度。
2.焊核熔深不够:此时显示长的回波序列。原因是声波穿过较少的焊核区域,声能衰减相应减少。
3.焊核直径太小:此时在正常的回波信号中间会出现中间波,它是由母材界面引起的反射波,通过它能鉴别焊核直径是否小于声束直径,这就是为什么要非常慎重地选择探头直径与要求的最小焊核公称直径相一致的原因。
4.虚焊:在正常回波信号序列的后半段,显示中间缺陷波,同时,回波序列较长。
5.漏焊:声波未能进入第二层板,回波序列显示非常多的底波信号。
6.过烧:回波序列显示只有及少回波。此时焊核区域过大,声能衰减非常严重。
上海通用南厂车身车间采用GE检测科技的USLT2000B超声波点焊检测设备,安装Ultralog点焊检测软件,使用直径φ4.5mm的高频(20MHz)对话探头,ES 12/02探头薄膜,直线探头连接线。在实际应用中利用软件的测量计划编辑功能,根据以上判别标准,事先输入一系列焊点位置图片、板材厚度配比等信息。测量员按照预定计划依次测量焊点,USLT2000系统将自动判别焊点特性并生成详细的检测报告以供事后分析。
在大量的实际测量中,我们发现存在以下几种误判规律:
1.合格焊点如果测量时探头选择偏大或者探头偏离焊点区域会误判为“小焊核”。
2.合格焊点如果表面状态不佳或藕合不良会误判为“焊点过烧”。
由于误判的存在,对于检测出的缺陷焊点再使用凿检或目检进行勘误,可以有效提高检测准确率。另一方面,由于不存在将不合格焊点误判为合格焊点的情况,超声波检测对于缺陷焊点的检出率非常高,几乎不存在漏检。
上海通用汽车南厂车身车间主要生产凯迪拉克SLS和凯越全系列车型,其底板主要以热镀锌钢板为主,其全封闭性的焊点占绝大多数,存在着较大的凿检盲区。因此引进超声波无损检测技术,配合传统检查手段构成严密的三级检查体系。在确保批量缺陷不外溢前提下,根据产量确定抽检频次,一般为每150辆车抽取一辆进行超声波探伤。在发现缺陷后,对缺陷焊点进行破坏性的撕裂检查,以此来验证检查结果。其探测的焊点占总焊点数的50%以上,准确率达到95%以上,在实际使用中取得理想的效果。


