通常，汽车的内外饰件、地毯、隔热板等附件与车身钣金的安装联接主要是靠螺栓来实现的，所需螺栓达40多颗，植焊是这些螺栓与钣金件固定的主要方法，植焊工艺过程直接决定着汽车车身部分安装件的牢固性，对产品的质量有着重要影响，控制植焊工艺的质量对实现产品安全性、完整性和功能性有着重要意义。

概述
1.定义
植焊是将螺栓一端与板件表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺栓一定压力完成焊接的方法。
焊接电流：电弧稳定燃烧时的焊接电流值（拉弧式）。
焊接时间：焊接电弧引燃与熄灭的时间差。
提升高度：螺栓提升机构动作后，在提升位置的螺栓尖端与工件表面间的距离。
2.焊接参数
植焊焊接参数主要包括：焊接电流、焊接时间、焊接电压和提升高度等。植焊焊接电弧电压取决于电弧长度或螺栓提离工件的距离，即提升高度，输入能量是在电弧电压基本不变的情况下，由焊接电流和焊接时间决定的。
对于同种焊接材料，一般根据所焊接螺栓横断面尺寸来选择焊接电流和焊接时间。
3.焊接设备
植焊有两种类型，一种是电弧植焊，另一种是电容放电植焊。江淮乘用车焊装车间使用的是电弧植焊。通常植焊设备由植焊机、焊枪和控制装置组成。植焊枪为手提式，实物如图1所示，枪中主要结构如图2所示。1为板状工件，2为电源线，3为枪嘴，4为植焊螺柱，5为焊枪操作按钮，6为枪身，7为枪柄。

电弧植焊要求使用直流电源，以便得到稳定电弧。对植焊电源的要求是：高的空载电压， 其范围为70～100 V；陡降的外特性；输出电流能迅速达到设定值；能在短时间内输出大电流。
4.焊接过程
植焊时，先用焊枪压住板件，构成电流回路；再扣动焊枪操作按钮，焊枪内部的伺服电动机通电，并在焊枪内部形成磁场，把焊枪的导电嘴以及整个螺栓向后提升，螺栓脱离板件，引出小电流；此时螺栓与板件间形成电弧维持回路，然后再引出大电流，释放的热量熔化板件； 达到设定的焊接时间后，伺服电动机反向通电，产生反向磁场力推动焊钉，将螺栓压入熔池里， 完成整个焊接过程（图3）。

现状及研究重点
在乘用车白车身焊接过程中经常出现植焊螺栓虚焊、过焊等问题，从而造成在总装车间装配内外饰件、隔热垫等产品时出现螺栓脱落，需要人工线下返修的情况。线下返修时通常是通过打磨螺栓脱落区域+人工再次植焊+人工CO2焊补焊+防锈处理的方法来实现的，这种方法不仅会造成人员、能源的浪费，同时可能造成生产线停线，不符合“精益生产”的制造理念，此外，返修时可能会因螺栓周边区域的防锈处理不到位，造成此区域腐蚀风险。
本文以植焊螺栓易出现虚焊、过焊的问题为切入点，从植焊机/焊枪选型、夹具导套类型及制作、螺栓与工件的垂直度到螺栓选型等方面入手，对传统植焊工艺进行优化，在保证工艺可行性的基础上有效地解决因虚焊、过焊造成的螺栓脱落问题，保证整车装配质量。
1.常见质量缺陷
江淮乘用车植焊螺栓经常出现虚焊（图4）、过焊（图5）等问题，易造成总装装配时螺栓容易脱落的情况，严重影响了整车的焊接质量。

2.原因分析
1）植焊机和焊枪选型不合理。江淮乘用车植焊螺栓主要分布在前围板总成、前地板总成及前轮罩总成等处，基本的螺栓布置由外协厂家制作。然而各外协厂家使用的设备品牌型号不尽相同，如福达公司使用德国索亚SOYER植焊机BMK—12W，常青机械桃二公司使用常州市专业焊接设备ST—800等。以上产品均属于工频拉弧式植焊机，采用微电脑控制技术，输出电流不稳定，控制不准确。
2）同一把焊枪焊接多种板厚。依据工艺要求，一把焊枪设置的焊接参数只能焊接一种板厚。但生产现场多采用一把枪焊接多种板厚，这样，焊接薄板件时易产生过焊，焊接厚板件时易产生虚焊。
3）植焊夹具导套导致磁偏吹。设计螺栓导向套时，为便于工件焊接螺栓后能轻松从夹具中取出，通常会将部分焊枪导向套设计成半圆形或开个缺口。此种设计会导致电弧磁力线集中到半圆形导套上，电弧偏向半圆形导套一侧，造成偏弧，从而导致虚焊。
4）焊枪导套影响焊接垂直度。大多数螺栓有7°的锥度，当螺栓与工件倾斜角过大时就会影响螺栓的焊接强度。
5）螺栓选型不合理。江淮乘用车外协厂家共有三种螺栓类型，一是储能式螺柱焊机专用螺栓，螺栓根部的凸缘面上有直径为0.8 mm、高度为0.8 mm的圆柱引弧点，这是一种不适用于汽车车身上的螺栓焊。拉弧式螺栓的结构形式可选用球形面和锥形面。
6）夹具结构对焊接质量的影响。如焊接板料厚0.8 mm及以下的零部件时，易产生因板料变形而引起焊接质量不良。
7）焊接质量合格的螺栓在总装装配时，由于装配力矩不匹配造成螺栓脱落。
3.传统植焊工艺优化措施
1）采用高频逆变植焊机或较为先进的伺服焊枪，这类焊机输入能量稳定，焊接质量较好。如某瑞风SUV生产线采用的德国HBS高频逆变植焊机。
2）同一焊机可联接多把焊枪，同一把焊枪设置的焊接参数焊接一种板厚。
3）为避免磁偏吹，植焊夹具导套可以采用将半圆形改成整圆形，或者将半圆形导向套更换为铜合金或尼龙等材料。如图6所示。

4）螺栓和工件的垂直度应控制在±3°的误差以内，这样才能保证焊接质量（图7），而螺栓的垂直度由夹具导套来保证，因此需要保证夹具导套和工件的垂直度。

5）锥形面螺栓（图8）有利于引燃焊接电弧，并可保证焊接电弧从螺栓的中心向螺栓的周围扩散，也有利于排除电弧中的空气，防止熔池铁水氧化，有利于保证焊接质量。

6）焊接薄板件（板料厚0.8 mm及以下）时，下方应增加夹具支撑面，防止板料变形引起焊接质量不良。
7）总装装配力矩与螺栓所承受的标准力矩的匹配。表示为乘用车标准紧固件力矩标准。
8）设备维护、保养及焊前检查。每班工作前，必须认真检查焊机的各项参数设置是否发生变化，以保证参数设置的准确性；检查焊枪的各个部分是否正常，导套等易损件是否需要更换；清理导套内的焊渣；检查焊枪的提升高度是否需要调整；检查导电夹头是否居中；检查被焊接工件表面是否存在油污，如果油污过大，需要用布擦干净。

结论
植焊螺栓的焊接质量直接影响着乘用车车身的装配性和安全性，通过对传统植焊工艺进行设备、工装、工艺方法等方面的一系列优化后，植焊螺栓焊接过程中出现的虚焊、过焊的问题得到了有效解决，植焊螺栓的焊接质量得到了提高。植焊工艺常见问题的解决不仅降低了产品的质量风险，同时也降低了人工CO2焊补焊带来的人力、能源成本及生产停线带来的产品交付风险，能够更好地保证企业的生产效率和生产连续性，是“精益生产”理念的有力体现。本文不仅解决了工艺问题，更重要的是明确了植焊的工艺能力及螺栓植焊的实施要求，为作业人员提供了指导，也为整个行业提供了借鉴。