汽車發動機氣門焊接質量調查分析報告

摘要：通過汽車發動機氣門磨擦焊接不合格率現場調查、檢測和統計分析，找出了產品不合格率較高的主要問題，分析了產生問題的原因，提出瞭解決問題的措施，並通過校企合作企業加以落實，使產品的不合格率得到了有效降低，促進了校企融合，在多渠道多、層次的校企合作、產教融合模式上進行了有效的探索。

受當地一校企合作企業邀請，筆者和另一名專業課教師帶領6名頂崗實習學生到公司進行汽車發動機氣門焊接質量調查。較長時期以來，該公司發動機氣門焊接加工中產品合格率低，一直是困擾公司發展的重大問題，如何提高產品焊接質量，降低不合格率，爲公司決策層提供決策基本數據，分析原因，採取有針對性措施，使產品不合格率降低到0.03%以下，是我們此行的主要目的。

目前，汽車發動機氣門加工中廣泛使用的一項重要工序就是連續驅動摩擦焊接，該焊接屬於固相壓力焊接範疇，其基本原理是利用焊件接觸端面相對旋轉運動中相互摩擦所產生的熱量使兩種不同類型材料的端面達到熱塑性狀態，然後迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。

從形狀看，汽車發動機氣門屬於軸類零件範圍，一般對於軸類工件有三種摩擦焊方案：① 一個工件旋轉，另一個工件靜止；② 兩工件反向旋轉；③ 中間工件旋轉，兩邊工件靜止，同時焊兩個接頭。

我們入驅公司採用的加工方案屬於第一類，即工件由電機驅動以恆速旋轉，然後施加軸向力使工件間摩擦加熱。達到預定加熱溫度或軸向縮短量後立即停止轉動，進行頂鍛。

一、不合格率現場調查

2020年下半年，我們對四種不同型號發動機氣門進行對超聲波無損探傷的檢查，這種檢查是通過超聲波與試件相互作用，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表徵，並進而對其特定應用性進行評價的技術。這是目前對發動機氣門焊接質量檢查的常用方法。檢查發現，產品不合格率最高達0.084%，具體統計如下表：

二、不合格率較高的主要問題

經過長達半年的調查、檢測和統計分析，我們發現，影響發動機氣門焊接合格率主要是以下7個方面因素：

1、焊接頭的表面缺陷，這是在焊接過程中在焊接接頭中產生的金屬不連續、不致密或接觸不良的現象，其主要特徵表現爲表面質量差、在外力作用下容易形成焊縫開裂。

2、原材料中微量元素含量的影響。

3、設備造成的虛焊、假焊等。

4、產品杆部直徑、長度的不同影響工藝參數的選擇。

5、焊縫有夾雜。

6、員工質量意識淡薄。

7、焊疤小。

三、原因分析：

經過實地察看，走訪車間管理人員和一線員工，查閱相關資料等，我們分析，造成不合格率高的原因有人、設備、材料、方法和環境5個方面。

1、人：焊接新操作工未進行及時培訓，對操作規程及作業指導書要求不清楚，對出現問題後不能及時調整等。

2、機：摩擦焊設備老化，經常出現電壓和油壓不穩等影響焊接質量現象。

3、料：不同廠家的材料中微量元素的含量不同；不同產品，同一爐號中同一產品長短不均勻。

4、法：夾持塊未調整到位，尾部擺動過大而未及時調整；未嚴格按照工藝參數加工等。

5、環：高溫作業溫度高，噪音大，設備擁擠，零件堆放混亂。

四、確定原因

五、對策實施

1、通過開展員工培訓活動，對部分質量意識淡薄的員工進行教育，要求其掌握安全技術操作規程及作業指導書的具體要求，並要求及時抽檢。

2、機修人員及時配合一線員工對其設備進行維修、維護、檢查。

3、要求員工進行自檢在作業前，排除因料短而造成的焊疤小；適當加大摩擦壓力和頂煅壓力保證固溶質量。

4、要求員工對原材料進行焊接前檢驗，杜絕焊接缺陷。

5、要求員工在焊接前對材料端面進行處理，消除端面雜質。

6、結合現場實際情況，優化工藝參數。

7、對原材料進行進廠檢驗，通過金相組織抽檢，排除微量元素對焊接質量的影響。

六、效果檢查

改善後超聲波無損探傷質量情況如下：

七、結語

此次汽車發動機氣門焊接質量調研爲期時間較長，來往奔波於企業和學校之間，工作非常辛苦，但苦中有甜，苦中有樂。一是找出了產品質量問題，分析了產生問題的原因，提出瞭解決問題的措施，並通過合作企業加以落實，使產品的不合格率得到了有效降低，企業方很滿意，老師和學生非常有成就感。二是促進了校企融合，多渠道多層次的校企合作、產教融合模式的探索，對職業院校的發展和人才培養具有重要意義。此次質量調查，學到了書本以外的知識，結交了企業朋友，鍛鍊了即將走向工作崗位的學生，可謂一舉數得，收穫良多。