许多年前，菲利普.克洛斯比写了一本颇有争议性的书，书名叫做《质量是自由的》，大多数人认为质量成本只包括内部失效（不合格品及废料）和外部失效（顾客想要修理、报废及返回的产品），实际上还应包括评估和预算成本，当人们应用这些成本后会发现工作更加轻松和容易，并且可以节约大量时间。图1是质量总成本的说明。
图1 焊接质量总成本
焊接缺陷的预防
在按规程焊接任何部件之前，应做好以下一系列准备工作。
1.确保零部件(如冲压、锻造、铸造、挤压等)有可靠的加工性能。例如，当零部件的CPK大于1.67时，意味着该部件的临界尺寸和特性都是可重复的。
2.当需要设计和制造夹具来连接工件时，应保证连接位置具有可重复性，并且差距在所需的加工公差范围内。
3.所设计和制造的机械系统必须可靠且具有可重复性。
4.所制定的焊接工艺应确保在原型阶段符合所有的性能标准。焊接顺序和位置是两个关键方面。
5.根据程序所制定的焊接工艺应保证最大的稳定性，不会因为操作人员、焊接设备及材料的改变而改变。
6.需要训练有素的人员来操作自动化焊接设备以保证高性能。
7.应运用误差验证来消除一些由于特殊原因导致的误差，例如由于夹具松动致使零件松动并形成间隙。
8.应运用自动机械设备或PLC来计数每个电弧中独立的焊缝长度及焊接时间，以确保所有焊缝完成并且焊缝长度足够。
焊缝评价
节约成本的第二步是检验。大量无效的检验会导致不合格部件通过系统的检测，而合格部件则被标示为不合格或需要修理。因此，对于大批量生产来说，只有有效的、实际的检验技巧才能够正确的评价生产质量。
1.焊缝横截面的检验包括：（1）首件调整法。例如，焊几个部件，如果都合格的话，就继续。（2）如果这批部件完成后还没有转交给顾客，那么整批部件都应该进行检验。（3）完全趋势失效。图2为典型的焊缝横截面形貌。
图2 框体支架焊接横截面示例
2.如果使用得当，可视化检验将是一种行之有效的方法。这是一种理想状况，要求操作设备的技术员是有资质的焊接质检员，他能够根据生产时出现的问题作出工艺上的实时调整。然而，实际上对于大多数工厂来说，检验都是在生产完成以后才进行的，而检验人员并非训练有素，他们并不能对生产过程中出现的问题作出及时调整。图3所示的帕累托图显示了有效可视化检验程序的结果。
图3 焊接缺陷的帕累托图nextpage
3.许多工厂采用电弧数据监视器来确定焊接部件的接受/拒绝以及变化趋势。监视器主要测量电流和电压，一旦实际电流和电流值超过设定公差，焊缝即被视为不合格。对于大缺陷（如大的气孔和焊穿）来说，监视器可以工作得很好。如果故意人为制造一些小缺陷，并把它们关联到电弧监视器信号上，就是一种有效的试验设计，监视器就能够识别更小的缺陷，一旦这种关联得到证实，小缺陷产生的反馈就是非常可靠的。然而，最大的问题在于，现实中这方面的试验工作还没有进行。
4.一种新的用来监测焊缝质量及焊接过程的技术是激光显像技术。激光显像本身并不是一种技术，很多年前就用来进行焊缝跟踪。它新的使用特性是用来评价焊缝的表面质量。图4和图5分别示出了一个典型激光显像系统的构造和它在汽车底盘生产线的工作情况。一个典型的激光显像系统可以安装在焊机机头后或者是焊接完成后的装配站。系统会根据图3的帕累托图给出的各种缺陷作出一个综合评价，并根据这个评价给出一个简单的“拒绝/接受”结果。除此之外，它还能够根据每个单个的缺陷，给出详细的SPC分析结果，如图6、7所示。对于如今所用的传统的检测技术来说，该系统监测的连贯性可以减少很大一部分误判，这可以减少许多由于误判带来的合格部件的修理费用。
图4 典型监测系统
图5 机械手激光显像系统监测转向架构架焊接
内部失效
一旦部件因为焊接缺陷而被拒绝，必须确定该部件是否能够修复或是报废，目前主要是靠手工修复，修复后还要再进行检验。自动监测系统将会分别给出需要修复缺陷的位置，以及缺陷的严重程度。为保证修复成功，必须要由有资质的焊工根据核准的工艺来进行修复。为确保修复的焊缝符合需要，可采用图6所示的手提式激光显像系统对修复区域进行监测。
图6 可以被统计分析的焊接缺陷类型
图7 焊脚尺寸评价
外部失效
一旦在装配线上发现有焊接缺陷的部件，要进行修正的费用是相当巨大的，对于产商来说，成千上万美元的花费也并不鲜见。但事实是有焊接缺陷的部件确实通过了生产商的质量检测系统。其他费用则来自于对焊接部件是否真正能够符合应用标准的争论。因为人工肉眼检测的不确定性，会导致结果的不一致。如果采用经校准的客观测量系统，如手提式激光标尺，就可以消除这种主观性。这样的话，每个人衡量标准就会达成一致性。建立一个验收系统最好的方法是制作一些具有各种缺陷的焊接式样，并把它们的测量数据同激光显像传感器及横截面系统建立一个很好的关联。这有助于将来讨论整个焊接质量中焊缝表面检测的自动化程度。
可以看出，重视质量的前期工作可以节约焊接质量的总成本。正如一位哲人曾经说过“如果你总是做你曾经做过的，那么你只会得到你曾经得到的”。把金钱和时间放在前期预防和评估方面，可以极大地减少修理和废弃成本，使顾客满意并提高利润。
