一种建立焊点质量检测标准的方法技术

本发明专利技术公开一种建立焊点质量检测标准的方法。所述方法包括：制作焊点样件；对焊点样件进行超声波检测，获得焊点样件的超声波回波信号的特征参数；对焊点样件进行金相实验，获得焊点样件的几何参数；利用计算机软件建立几何参数不同于焊点样件的焊点的有限元模型；对有限元模型赋予阻尼系数并计算衰减系数，施加超声波激励信号，利用计算机软件求解超声波回波信号的特征参数；对特征参数进行统计分析，根据特征参数的分布规律确定焊点质量的判定方法即焊点质量检测标准。本发明专利技术提高了建立质量检测标准的数据的可信度，解决了现有技术只通过实际检测获得数据存在的耗时长，因数据量小、实验数据种类不全导致建立的质量检测标准可信度低等问题。

A Method of Establishing Quality Inspection Standard for Solder Joints

The invention discloses a method for establishing a quality inspection standard for solder joints. The methods include: making solder joint samples; testing solder joint samples by ultrasonic wave to obtain characteristic parameters of ultrasonic echo signal of solder joint samples; metallographic experiments on solder joint samples to obtain geometric parameters of solder joint samples; establishing finite element models of solder joints with geometric parameters different from solder joint samples by using computer software; assigning damping coefficients to finite element models and calculating them. Attenuation coefficient, applying ultrasonic excitation signal, using computer software to solve the characteristic parameters of ultrasonic echo signal; statistical analysis of the characteristic parameters, according to the distribution law of the characteristic parameters to determine the determination method of solder joint quality, that is, the solder joint quality detection standard. The invention improves the reliability of data for establishing quality testing standards, solves the problems of time-consuming existing in the existing technology to obtain data only through actual testing, low reliability of established quality testing standards due to small amount of data and incomplete types of experimental data.

【技术实现步骤摘要】
一种建立焊点质量检测标准的方法
本专利技术属于焊点无损检测
，具体涉及一种建立焊点质量检测标准的方法。
技术介绍
目前，随着汽车技术的飞速发展，国民对汽车的质量及工艺越来越重视。各个汽车厂家对于连接汽车车身各模块钣金件的主要方式是电焊，焊枪直径大小、焊枪磨损程度、电压电流等因素直接影响焊点质量，从而影响汽车车身刚度及耐疲劳特性。为了保障焊点质量，各大汽车主机厂对焊点质量检测越来越重视，投入了大量的财力和物力。应用最广泛的焊点质量检测技术是焊点破坏性试验及超声波无损探伤，利用拉压设备实验得到焊点的极限强度。这种方法的缺点是效率极低，对焊点检测标准的建立没有广泛的适用性。利用现有的超声波无损检测技术虽然可以比较容易得到相应焊点的特征参数，但只通过实验获得的实验数据仍然受到很大限制，比如，实验本身费时费力，数据量受限；实验选取的焊点种类不全，得到的数据是离散的。这些都使焊点检测标准的建立缺少有力的数据支持。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种建立焊点质量检测标准的方法，采用实验与仿真相结合的方法获得各种类型焊点的超声波回波信号的特征参数，在统计分析所述特征参数规律的基础上，得到焊点质量检测标准。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种建立焊点质量检测标准的方法，包括：制作焊点样件；对每个焊点样件进行超声波检测，提取每个焊点样件的超声波回波信号的特征参数；对焊点样件进行金相实验，获得焊点样件的几何参数；利用计算机软件建立焊点的有限元模型，所述焊点的有限元模型包括上层板、下层板和焊核，所述焊点的几何参数不同于焊点样件的几何参数；对所述有限元模型的板层(上层板、下层板)和焊核分别赋予阻尼系数，并计算衰减系数，施加超声波激励信号，利用计算机软件求解超声波回波信号的特征参数；对获得的特征参数进行统计分析，根据特征参数的分布规律确定焊点质量的判定方法即焊点质量检测标准。进一步地，所述制作焊点样件具体包括：对目标车型的焊点进行统计分析，找出车身关键焊点中出现频率最高的几种厚度组合，制作所述厚度组合的焊点样件，同一种厚度组合的焊点样件制作时通过调整焊接电流和电极压力得到不同类型的焊点样件。优选地，所述焊点样件的厚度组合为以下4种：{上层板厚度/mm，下层板厚度/mm}＝{0.8，0.8}，{0.8，1.2}，{0.8，1.4}，{1.4，1.4}；每种厚度组合的焊接参数为以下20种：{电流/kA，电极压力/kN}＝{5.5，2.5}，{6.0，2.5}，{6.5，2.5}，……，{11，2.5}，{9，1.5}，{9，1.8}，{9，2.1}，……，{9，3.0}；每种焊接参数的焊点样件制作50个，每种厚度组合的焊点样件制作50×20＝1000个，共计4×1000＝4000个。进一步地，对每个焊点样件进行超声波检测，具体包括：采用同一超声波检测设备对每个焊点样件进行两次超声波检测，剔除两次超声波检测中特征参数的差值超过设定的阈值的焊点样件，对剩余的焊点样件重新进行超声波检测。进一步地，焊点样件的几何参数包括焊核厚度、焊核直径及压痕深度。进一步地，所述超声波激励信号为脉冲调制的单一频率的正弦信号，脉冲宽度和周期与对焊点样件进行超声波检测时的相同，正弦信号的频率等于对焊点样件进行超声波检测时的超声波信号的中心频率。进一步地，所述超声波回波信号的特征参数包括：底面回波脉冲峰值，衰减率，底面回波脉冲个数(峰值超过设定的阈值的脉冲个数)，底面回波脉冲间距，中间面回波脉冲个数(峰值超过设定的阈值的脉冲个数)。进一步地，焊点的质量类型包括：合格，压痕过深，压痕过浅，焊核过烧，焊核小，焊核薄，虚焊，脱焊。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过制作焊点样件，对每个焊点样件进行超声波检测，获得每个焊点样件的超声波回波信号的特征参数，对焊点样件进行金相实验，获得焊点样件的几何参数，利用计算机软件建立几何参数不同于焊点样件的焊点的有限元模型，对所述有限元模型赋予阻尼系数并计算衰减系数，施加超声波激励信号，利用计算机软件求解超声波回波信号的特征参数，对特征参数进行统计分析，根据特征参数的分布规律确定焊点质量的判定方法即焊点质量检测标准，提高了建立质量检测标准的数据的可信度，解决了现有技术只通过实验获得实验数据存在的耗时长，因数据量小、数据种类不全导致建立的质量检测标准可信度低等问题。附图说明图1为对焊点的有限元模型进行超声波检测仿真实验的示意图；图2为超声波回波信号特征参数示意图；图3为仿真实验得到的合格焊点和压痕过深焊点的超声波回波信号；图4为焊点质量检测流程图。具体实施方式下面结合附图1～4对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例一种建立焊点质量检测标准的方法，包括：步骤101，制作焊点样件；本专利技术实施例采取实际检测与仿真实验相结合的方法获得实验数据。与现有技术不同的是，本专利技术实施例实际检测的对象是制作的焊点样件，而不是汽车白车身上的真实焊点。对焊点样件进行实际检测的优点是比较容易得到各种不同厚度组合、不同焊核参数的焊点的实验数据，实验数据的种类要比采用实际焊点得到的数据种类全面得多。步骤102，对每个焊点样件进行超声波检测，得到每个焊点样件的超声波回波信号的特征参数；本步骤是对制作的焊点样件进行超声波检测，从而获得焊点样件的超声波回波信号的特征参数。为了提高特征参数的准确度，一定要采用高精度的超声波检测装置对焊点样件进行超声波检测，超声波检测装置能够自动获得焊点样件的超声波回波曲线并提取特征参数。步骤103，对焊点样件进行金相实验，获得焊点样件焊核的几何参数；本步骤是通过金相实验获得焊点样件焊核的几何参数。根据金属材料的物理性能和机械性能与其内部组织有相关联的原理，利用金相试验的宏观组织及微观组织可以通过观察判断金属材料的各项性能。宏观组织试验法以研究金属表面了解其物理或化学之“不均一性”，包括裂纹、空隙等，并以此可做材料断面的“不均一性”即内部缺陷的检查；微观组织试验法可检查金属组织、压延、锻造及热处理等加工处理导致金相组织变化的情况，晶粒大小检查或非金属夹杂物等组织的分布情况、大小等及材料的破坏判断等。步骤104，利用计算机软件建立焊点的有限元模型，所述焊点的有限元模型包括上层板、下层板和焊核，所述焊点的几何参数不同于焊点样件的几何参数；本步骤是利用计算机软件建立焊点的有限元模型。为了获得种类全面的、数据量巨大的焊点实验数据，本专利技术实施例采取两种方式：一是利用超声波检测装置对制造的焊点样件进行检测，获得焊点样件的超声波回波信号的特征参数；二是利用计算机软件建立焊点的有限元模型，然后通过仿真实验获得所述焊点的超声波回波信号的特征参数。当然，所述焊点的几何参数不同于焊点样件的几何参数。一般来说焊点样件的几何参数与白车身关键焊点中出现频率最高的焊点的几何参数相同；建模用于补漏，对几何参数不同于焊点样件的焊点进行建模，使获得的数据更全面、数据量更大。焊点的有限元模型包括上层板、下层板和焊核，利用计算机软件建立焊点的有限元模型属于比较成熟的现有技术，具体方法不再赘述。步骤105，对所述有限元模型的板层和焊核分别赋予阻尼系数，计算衰减系数，施加超声波激励信号，利用计算机软件求解超声波回波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立焊点质量检测标准的方法，其特征在于，包括：制作焊点样件；对每个焊点样件进行超声波检测，提取每个焊点样件的超声波回波信号的特征参数；对焊点样件进行金相实验，获得焊点样件的几何参数；利用计算机软件建立焊点的有限元模型，所述焊点的有限元模型包括上层板、下层板和焊核，所述焊点的几何参数不同于焊点样件的几何参数；对所述有限元模型的板层和焊核分别赋予阻尼系数，并计算衰减系数，施加超声波激励信号，利用计算机软件求解超声波回波信号的特征参数；对获得的特征参数进行统计分析，根据特征参数的分布规律确定焊点质量的判定方法即焊点质量检测标准。

【技术特征摘要】
1.一种建立焊点质量检测标准的方法，其特征在于，包括：制作焊点样件；对每个焊点样件进行超声波检测，提取每个焊点样件的超声波回波信号的特征参数；对焊点样件进行金相实验，获得焊点样件的几何参数；利用计算机软件建立焊点的有限元模型，所述焊点的有限元模型包括上层板、下层板和焊核，所述焊点的几何参数不同于焊点样件的几何参数；对所述有限元模型的板层和焊核分别赋予阻尼系数，并计算衰减系数，施加超声波激励信号，利用计算机软件求解超声波回波信号的特征参数；对获得的特征参数进行统计分析，根据特征参数的分布规律确定焊点质量的判定方法即焊点质量检测标准。2.根据权利要求1所述的建立焊点质量检测标准的方法，其特征在于，所述制作焊点样件，具体包括：对目标车型的焊点进行统计分析，找出车身关键焊点中出现频率最高的几种厚度组合，制作所述厚度组合的焊点样件，同一种厚度组合的焊点样件制作时通过调整焊接电流和电极压力得到不同类型的焊点样件。3.根据权利要求2所述的建立焊点质量检测标准的方法，其特征在于，所述焊点样件的厚度组合为以下4种：{上层板厚度/mm，下层板厚度/mm}＝{0.8，0.8}，{0.8，1.2}，{0.8，1.4}，{1.4，1.4}；每种厚度组合的焊接参数为以下20种：{电流/kA，电极压力/kN}＝{5.5，2.5}，{6.0，2.5}，{6.5，2.5}...

【专利技术属性】
技术研发人员：何道聪，周江奇，郑宏良，汲彦军，
申请(专利权)人：上汽通用五菱汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45