臺灣博碩士論文加值系統

全球汽車製造廠，為了使汽車品質提升及乘坐的安全性提高，汽車鋼板的耐撞擊能力需求亦相對的大幅提昇，同時為了響應全球縮減CO2排放量之政策，及車身輕量化以達到降低耗油量之趨勢。高強度鋼板運用在汽車構件上已是個趨勢，所以在超輕車身研究將著重於新材料、成形性及接合技巧三個方向來進行，而各種接合技術中又以電阻點焊製程被運用的最多，由於先進高強度鋼板仍存在著許多點焊品質及技術必須被克服。
國內汽車廠近年來在新車型開發，已導入高強度鋼板構件，個案公司新導入車型也採用，因為高強度鋼板的點焊熔接條件設定，包含通電電流、通電時間、電極頭加壓力及電極頭先端徑等，與普通汽車鋼板差異甚大，為了確保高強度汽車鋼板的點焊熔接品質，急需深入探討高強度鋼板與點焊熔接相互關係，為了深入研究高強度鋼板之特性及熔接條件的改變對車體點焊品質及強度的影響，而進行研究熔接相關技術，藉由品管手法之改善及超音波檢測儀器判定，預低減點焊不良點及提升合格率。
本研究係以個案研究方法，採取實地（Field）及實地實證（Field Empirical）研究的方式進行，依據Spot Welding 原理引用焦耳定律公式，針對高強度鋼板阻抗影響分析(鈑材厚度)，TIP先端徑變化阻抗影響分析，加壓力變化阻抗影響分析，以試驗片作測試並運用超音波檢測儀器驗證及運用品管手法，針對高強度鋼板之點焊品質作分析及對策，研究出最適合高強度鋼板之熔接條件設定規範。
本研究將以實際車體作測試與驗證，首先就針對各作業站的鈑件組成項數盤點，製作不同高強度鋼板及一般鋼板之試驗片，共規劃出242項鈑金組合，以最適合高強度鋼板之熔接條件設定並實施點焊熔接，再藉由超音波檢測儀器判定，實際測試結果。
將本次研究的結果，制定出高強鋼板最佳熔接條件規範標準及品質管理制度運用於高強度汽車鋼板上，提供個案公司及汽車同業車體組立參考使用。

To global automakers, steel sheets’ higher ability to endure crash is needed to increase the quality and security of the automobiles. Meanwhile, to respond to the policy of diminishing CO2 emission and to reduce gasoline consumption by lightening the body of cars, applying high strength steel sheets to panel beating has become a trend. The lightest auto body research focuses on the new materials, malleability, and joining skills. Because there are still many challenges in spot quality and skills that should be conquered, spot producing process is the joining skill which is the most widely used.
The domestic automakers have already applied the high strength steel sheets panel beating to developing new car styles and so as this case company. Different from common auto steel sheets, the spot welding conditions of the high strength steel sheets include electricity, power-on time, tip pressing, tip diameter and etc. To secure the quality of the high strength steel sheets’ spot welding, it’s important to know the interaction between the high strength steel sheets and spot welding. To deeply study the impact of the traits of high strength steel sheets and the changes of welding conditions on the quality and strength of spot, it’s important to study the related skills of welding which is to decrease the failed spot and increase the qualification rate by improving the quality management and ultrasonic wave detection.
This research uses individual research methods of field and field empirical and adopts Joule’s law according to the Spot Welding principle. It also analyzes the resistance of the panel beating of high strength steel sheets, the changes of the tip diameter, and the changes of tip pressing. In addition, this research uses the test steel, the ultrasonic wave detection, and quality management to analyze the spot’s quality of high strength steel sheets in order to find out the most suitable welding conditions of high strength steel sheets.
This research is going to test with the real auto. First, count the amount of the combination of the panel beating, and produce different test steels of high strength steel sheets and ordinary steel sheets. There comes out 242 kinds of combination of the panel beating. Then, adopt the most appropriate welding conditions of the high strength steel sheets and conduct spot welding. Finally, detect the panel beating under ultrasonic wave detection.
According to the result of the research, this case company can work out the best regulations of welding conditions and quality management for high strength steel sheets, and apply them to our automobiles.

目 錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
謝誌 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅶ
第壹章 緒論 1
第一節 研究背景 1
第二節 研究動機 2
第三節 研究目的 3
第四節 研究範圍 4
第五結 研究流程 6
第貳章 文獻探討 7
第一節 電阻焊接簡介 7
第二節 高強度鋼板 7
第三節 銲核分析的各種非破壞檢測方法 8
第參章 研究方法 13
第一節 研究理論 13
第二節 研究構想 15
第三節 研究工具 16
第肆章 研究結果與驗證 19
第一節 現況把握 19
第二節 焊點不良要因分析 24
第三節 高強度鋼板阻抗影響分析 25
第四節 電極頭(TIP)研磨週期標準制定 32
第五節 高強度鋼板熔接條件測試與驗證 36
第六節 高強度鋼板最佳熔接條件規範制定 39
第七節 車體點焊品質驗證 40
第八節 效果確認 42
第九節 品質管理制度建立 46
第伍章 結論與建議 48
第一節 研究結論 48
第二節 未來研究方向 49
參考文獻 50
附錄一 GS新車型量產品質管理體制 51
附錄二 GS車型保安部位超音波檢測順序標準 54
附錄三 GS車型保安部位超音波試驗量測報告 59
附錄四 GS車型保安部位超音波非破壞焊點檢測日報 60
附錄五 GS車型一般部位超音波檢測順序標準 61
附錄六 超音波試驗量測報告 67
附錄七 乘用車超音波非破壞焊點檢測日報 68

圖 目 錄
圖1：汽車車體點焊作業流圖 4
圖2：研究流程圖 6
圖3：超音波的發生原理 9
圖4：超音波檢測方式之示意圖 9
圖5：超音波檢測系統之示意圖 10
圖6：超音波探測頭型式﹔(a)直束型及(b)斜束型 11
圖7：超音波訊號產生方式之示意圖 12
圖8：點焊熔接圖 13
圖9：熔接基本條件 14
圖10：阻抗分佈圖 14
圖11：研究構想圖 15
圖12：超音波檢測儀器 16
圖13：超音波振動說明圖 16
圖14：Spot 焊點檢查原理 17
圖15：檢測軟體功能 17
圖16：焊點品質判定基準 18
圖17：柏拉圖分析 22
圖18：柏拉圖分析 23
圖19：特性要因分析圖 24
圖20：問題點系統圖 24
圖21：阻抗量測儀器 25
圖22：高強度鋼板阻抗量測步驟 26
圖23：搭接不同鈑厚阻抗值推移圖 27
圖24：TIP先端徑大小影響阻抗值推移圖 28
圖25：加壓力影響阻抗值變化推移圖 29
圖26：TIP先端徑大小測試 31
圖27：TIP先端徑量測方式 32
圖28：點焊ROBOT設備 33
圖29：TIPΦ徑變化推移圖 33
圖30：TIP長度變化推移圖 34
圖31：高強度鋼板最佳熔接條件流程 39
圖32：實車驗證展開步驟 40
圖33：改善前後超音波 4√t 檢測不良數推移圖 44
圖34：改善前後超音波 4√t 檢測合格率推移圖 44
圖35：改善前後超音波 5√t 檢測不良數推移圖 45
圖36：改善前後超音波 5√t 檢測合格率推移圖 45

表 目 錄
表1：本研究資料整理 5
表2：聲音種類 16
表3：熔著徑參考公式 18
表4：熔著徑(Nugget)內建設定參數 18
表5：高強度鋼板重量分析 19
表6：軟鋼薄鈑點焊熔接條件表(BY R W M A) 20
表7：高強度鋼板焊點不良狀況紀錄表 21
表8：不良數據整理 21
表9：高強度鋼板焊點不良狀況紀錄表 22
表10：不良數據整理 23
表11：鋼板材質鈑厚阻抗值 26
表12：搭接不同鈑厚阻抗值變化 27
表13：TIP先端徑影響阻抗值變化 28
表14：加壓力影響阻抗值變化 29
表15：阻抗值驗算數據 30
表16：TIP點焊耐久測試數據 35
表17：高強度鋼板組成及TIPΦ徑變化數據 36
表18：超音波檢測數據 37
表19：超音波檢測數據 38
表20：最佳熔接條件設定規範 39
表21：鈑件組成項數盤點數據 40
表22：鋼板點焊試驗組成 40
表23：各站設定數據 41
表24：改善後超音波 4√t 檢測數據收集 42
表25：改善後超音波 5√t 檢測數據收集 43

(1) 小谷勝彥, Nippon Steel Monthly, Vol.126 (May. 2003) pp.1-8.
(2) 日本アルミニウム連盟, “アルミニウムの活用による機械工業の省エネに関する調査研究報告書”, (Mar. 1999) pp.1-61
(3) Website, The Ultra Light Steel Auto Closure (ULSAC), http://www.ulsac.org
(4) 王振欽，2002，焊接學，高立圖書有限公司。
(5) 謝肇琨等人編著, in:〝銲接標準名詞〞,中華民國銲接協會編印 (台灣, 高雄, 1999)。
(6) 内原 正人, 溶接学会論文集, Vol.23 No.4 (2005) pp. 541-548.
(7) 鉄技報第 378 号〕　　2003佐久間康治及川初彦
(8) 徐正恩、謝肇琨、李炳坤〝先進高強度汽車鋼板之電阻點銲缺陷研究〞, 96年台灣
銲接年會論文集, 台灣‧台南, 2007.10.26, pp.B6-B13.
(9) 周長彬等人編著,銲接學,全華科技圖書 (2005年7月).
(10) Sindo Kou, Welding Metallurgy, (1987)
(11) 戴久永，2007，全面品質管理，滄海書局。