消除焊接螺母牙形缺陷

消除焊接螺母牙形缺陷第1页，共24页，2023年，2月20日，星期六小组简介小组名称焊接螺母改进小组成立日期2004/9/22组长韦业武小组人数4顾问方庆小组类型现场型小组成员序列姓名性别职务本课题参与度1韦业武男科长2张黄男铆工3汪新生男电工4张大会男铆工第2页，共24页，2023年，2月20日，星期六一、选题理由自从焊接螺母技术引进以来，螺母内孔的牙形瘦、烂牙、不清洁、止通规测量不合格等缺陷较为普遍，导致大量的返修，用户反映强烈。公司质量方针以人为本用户至上科学管理持续改进理由一：理由二：公司采取多种解决办法，如邀请唐山松下技术员、调整工艺参数以及罚款等，但都未能消除存在的缺陷理由三：消除焊接螺母内孔缺陷课题目标第3页，共24页，2023年，2月20日，星期六一、选题理由牙瘦、烂牙、不清洁、止通规测量不合格手制动器焊接螺母焊接螺母碰焊机上电极U形支架上电极碰焊示意图第4页，共24页，2023年，2月20日，星期六二、现状调查缺陷数量累积％牙形瘦5059%烂牙2285%清洁度差1299%螺纹规检查不合格1100%调查５０件缺陷排列图221215099%100%85%59%01020304050607080牙形瘦烂牙清洁度差螺纹规检查频数(次)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%n=85累积百分比焊接螺母缺陷统计第5页，共24页，2023年，2月20日，星期六二、现状调查正常牙形瘦“牙形瘦”示意图：“烂牙”示意图：牙形角变小，且左右不对称，牙形高度降低正常烂牙牙形缺损第6页，共24页，2023年，2月20日，星期六三、原因分析分散型收集整理导致牙形瘦的原因人料法操作工心里故障(焊接后脱落)电流调整大各参数调整的作用不清楚回丝方法不当(手枪电钻回丝)钢板表面氧化皮技术引进缺少工艺验证和试验未明确性能标准参数调整不当钢板表面锈蚀速度过快参数调整大参数调整大试调无验收标准参数调整不当第7页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认一.正交试验设计1.试验目的：选择最小的螺母变形和适宜的焊接强度2.试验指标：a.变形以螺纹通规通过为好,其次是螺栓通过；b.强度越高越好因子水平1水平2水平3焊接电流（A）495255通电时间（周波）51015电极加压力（N）0.140.160.18钢板表面质量无氧化皮有氧化皮轻度锈蚀3.确定因子与水平：5.选择正交试验表：L27(43)备注:电流与通电时间有互交作用运用正交试验辅助查找真因第8页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认试验号焊接电流

(A)通电时间

(周波)电流与时间交电极加压力

(MPa)钢板锈蚀焊接强度

N*m变形程度评分149520.14无氧化皮60O90249520.16有氧化皮60O90*551520.14轻度锈蚀140Y*8026551520.16无氧化皮105Y*8027551520.18有氧化皮145Y*80水平1740785655750660(无)

水平2790720780710755(氧)

水平3685710780755800(锈)

极差R10575125※45140※

计算分析:1.极差R=140最大，最好是锈蚀，其次是有氧化皮，最差是无氧化皮;2.极差R=125较重要，说明焊接电流和通电时间互交明显。3.压力R=45最小，即表明影响不显著。第9页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认计算分析结果:接焊电流通电时间接焊电流1（50A）接焊电流2（52A）接焊电流3（55A）通电时间1（5周波）9310068通电时间2（10周波）7310080通电时间3（15周波）807780焊接电流和通电时间互交搭配表接焊电流2（52A）通电时间1（5周波）通电时间2（10周波）轻微锈蚀加压力0.14加压力0.16加压力0.18第10页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认试验号焊接电流(A)通电时间(周波)电加压力(MPa)钢板表面质量焊接强度N*m变形积分34950.18轻度锈蚀100O100649100.18轻度锈蚀120O100105250.14有氧化皮100O100115250.16轻度锈蚀90O100125250.18无氧化皮90O1001352100.14有氧化皮135O100195550.14轻度锈蚀100O100直观分析：分析结果:常用材料表面为有氧化皮钢板，所以序号10和13可以采纳第11页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认二.查找真因在试验测量中的意外收获：在测量过程中，发现有部分螺纹仅入口处变形，螺纹规通不过，因此我们对碰焊头端面进行改进（如图），这样可以减少螺纹入口处的受热变形，试验证实这个改进是成功的。

螺纹受热易变形，螺纹规通不过平面改进为凹面受热区避开螺纹处第12页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认二.查找真因在准备过程中的意外收获：1.发现一直使用的焊接螺母外形尺寸小，是不合格品。这个发现加上正交试验的结果,使导致缺陷的真因显现出来。壁薄，四角强度低合格品不合格品第13页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认二.查找真因2.发现定位销具有防飞溅作用，但以往生产中没有起到这个作用；另外，定位销与螺母要求绝缘，但以往却存在通电现象。

“牙形瘦”的真因：螺母外形小“烂牙”的真因：螺母外形尺寸小和未正确使用定位销这个发现为实现螺纹在焊接过程中不会受到飞溅的破坏起到关键的作用。金属定位销支架螺母第14页，共24页，2023年，2月20日，星期六四、要因确认三.导致“螺母外形小和未正确使用定位销”的真因导致牙形瘦的原因人料法操作工心里故障(焊接后脱落)各参数调整不清楚回丝方法不当(手枪电钻回丝)钢板表面氧化皮技术引进缺少工艺验证和试验未明确性能标准钢板表面锈蚀第15页，共24页，2023年，2月20日，星期六五、制订对策要因目标方法完成时间负责人地点螺母外形小螺母合格选找和确定新的供应商略略略未正确使用定位销绝缘、防飞溅将金属定位销改为绝缘材料略略略工艺验证和试验在焊接强度保证的情况下,螺纹塞规通过在正交试验基础上，通过工序能力试验寻找最佳参数略略略未明确性能标准焊接强度和螺纹变形量化通过工序能力试验和实际螺母拧紧力，推出焊接强度和螺纹变形程度略略略对策表第16页，共24页，2023年，2月20日，星期六六、实施实施一：1.立即停止使用“鄞县”生产的焊接螺母；2.选择江阴“兴澄”生产的焊接螺母；实施二：重新设计定位销尺寸，采用绝缘材料胶木替代金属解决螺母外形小解决未正确使用定位销外形合格目标实现绝缘、防飞溅目标实现意外的惊喜收获：自行设计制造的定位销成本只有原外购定位套成本的1/16，寿命增加5倍左右。第17页，共24页，2023年，2月20日，星期六六、实施工艺验证—工序能力试验试验号焊接电流(A)通电时间(周波)电加压力(MPa)钢板表面质量焊接强度工序能力指数螺纹塞规通过率可行性105250.14有氧化皮1.1999.2%欠佳1352100.14有氧化皮1.3899.1%满足实施三：507510012502040标准差=14.9平均值=83.27试验数=1303060901201501800102030标准差=20.46平均值=115.2试验数=120第18页，共24页，2023年，2月20日，星期六六、实施焊接强度大于30N*m;螺纹塞规通过率99.1%<螺纹最高验收标准98.7%目标实现实施四：明确焊接螺母焊接后的性能指标规定：焊接螺母强度>30N*m，焊后变形量保证螺纹塞规通过。1.正常状态下，螺母扭力达到10N*m就能满足螺栓拧紧操作的要求。2.正常状态下，螺母扭力达到20N*m就能满足一般校正变形的要求。试验证明：目标实现工艺验证—工序能力试验实施三：第19页，共24页，2023年，2月20日，星期六七、效果检验螺母内孔全部合格焊接螺母焊接后的缺陷排列221215099%100%85%59%01020304050607080牙形瘦烂牙清洁度差螺纹检查频数(次)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%n=85累积百分比活动前活动后1、正常生产中，抽样160只结果检查结果：实现目标第20页，共24页，2023年，2月20日，星期六七、效果检验2、其它收获项目受益内容焊接螺母碰焊技术的认识和改进钢板表面的轻度锈蚀有利于提高焊接强度氧化皮、油以及正常范围内的压力等对焊接强度无明显影响明确工艺参数和性能指标明确过程控制方法，即扭力板手检测强度和螺纹塞规控制变形电极头端面的形状改进减少了螺纹入口处的变形定位销结构和材料的改进解决了螺孔的保护问题年节约成本1.3万元省去螺母焊接后的回丝工序，每年节约8000元左右（4万台*0.1*2)定位销改形自制，每年可节约成本1000元（4万台/300*8-4万台/1500*0.5)减少对缺陷处理的劣质成本（04年约4000元）第21页，共24页，2023年，2月20日，星期六八、巩固措施1．定位销与下电极头配合间隙尺寸就保持在0.15mm以内，间隙大于规定值时应给予更换。2．上电极端面凹槽直径为Ø12，深度1-2mm，超出规定范围的应给予修整。4．每批次、每班次应对焊接强度和螺纹变形量进行首件，样本量为5件，并根据平均值大小调整通电时间，当平均值小于标准平均值10N.m时，通电时间增加2周波（标准平均值114N.m）5．碰焊过程中每间隔30分钟对焊接强度和螺纹变形量进行一次检查，样本量为5件6．检查工具：200N.m扭力板手，螺纹塞规。7．性能标准：焊接强度>30N.m，变形量以螺纹塞规通过为准。频率开关补偿开关维持时间（周波）休止时间（周波）递增时间（周波）50Hz恒电流28300递减时间（周波）预压时间（周波）焊接时间（周波）焊接电流焊接压力（MPa）数字开关电流值(A)5301052130000.18M10四角焊接螺母与3mm钢板碰焊操作规程第22页，共24页，2023年，2月20日，星期六十一、活动感受感受一：主观分析往往存在较大偏差

例如本课题活动中出现的“江汽用的是冷扎板，我们用的是表面有氧化皮和锈蚀的热扎板”、以及“焊接螺母焊后变形量比手工点焊大，所