淺析汽車車身的焊接工藝設計

王增柱 張博

摘 要：目前，汽車的焊接工藝對制造業(yè)來說顯得尤為重要，焊接工藝可以稱得上生產線的“靈魂”， 從宏觀上決定車間的工藝水平、物流、投資和預留發(fā)展，具體決定著生產線的工藝設備種類和數(shù)量、物流工位器具形式、機械化輸送方式及控制模式等。焊接工藝對于全新設計的車身來說，通過對總布置斷面的正確理解，將車身按照焊接總成順序分解，確定焊接裝配關系進行設計，這是結構設計的先行條件。而對于改型和逆向的車身來說，追溯其原型車的焊接裝配關系，并在此基礎上進行設計尤為必要。 原型車的工藝往往是經(jīng)過實踐檢驗的成熟工藝，焊接關系的正確確定和理解，可以很大程度上提高原型車已有生產條件的利用效率，降低開發(fā)成本和周期，如工藝路線的延用，工藝師和操作工對工藝的熟悉和掌握，焊裝夾具的調試和延用，焊接生產線的共線生產等。

關鍵詞：焊接工藝；汽車；車身；設計

一、焊接工藝的設計要素

為了順利開展焊接工藝設計工作，必須具備以下要素：1、車身數(shù)模。數(shù)模是提供車身零部件位置關系及結構尺寸等設計參數(shù)的基本資料，同時利用車身數(shù)模還能夠制作各類剖面圖及軸測圖。2、車身各個零部件的具體明細表，如標準件數(shù)量、規(guī)格，沖壓件編號及名稱等。此外，樣車、樣件及全套圖紙也是工藝設計中不可缺少的要素。樣車指的是車身分總成、各大總成及整車總成等，樣件則主要指沖壓件。以上三種要素是保證工藝設計具備合理性的前提，因此必須加以重視。

二、汽車車身的焊接工藝分析

（一）凸焊工藝

在焊接汽車車身時通常會使用到凸焊工藝，凸焊一般被應用于焊接低碳鋼型汽車沖壓件或車身。為了避免凸焊質量受到影響，在焊接汽車車身時應注意以下事項。1、凸焊的焊接時間主要由三種因素決定，即薄板厚度、凸點剛度及焊接電流。在焊接施工時應將板件凸焊厚度控制在0.5mm～4mm之間，并在同一接頭處焊接多個熔核，以提高焊接質量。如車身薄板厚度<0.5mm，則凸焊機的電極嵌塊應為鎢材料或銅-鎢燒結材料，以便使平板一側散熱量得以減少，從而確保不同薄板間實現(xiàn)熱平衡。此外，還應在車身薄板上焊接凸焊螺母及凸焊螺栓，以便于在擰緊螺栓或螺母的情況下就可以進行車身裝配工作。2、利用凸焊機將螺母及螺栓焊接好之后，應檢查上一級車身零部件與車身整體是否匹配，同時利用定位銷對螺母焊接位置進行定位。3、為了順利進行凸焊，在焊接汽車車身時應確保螺母板底孔孔徑與凸焊螺母大小相適應，就一般情況而言，底板孔徑與螺母公稱直徑的差值應為1mm左右。此外。應確保螺栓的公稱直徑比鈑金底孔的孔徑小0.5mm左右，以保證凸焊螺栓能夠發(fā)揮良好的定位作用。

三、車身焊接工藝設計的前提條件

（一）產品資料

1、產品的數(shù)學模型（簡稱數(shù)模）。在汽車制造行業(yè)中，一般情況下用UG 、Catia 、ProE 、Solidworks、Alias等三維軟件均能打開數(shù)模，并在其中獲取數(shù)據(jù)或進行深人的工作。在工藝設計過程中，將所有數(shù)模裝配在一起就構成了一個整車數(shù)模，從數(shù)模中可以獲得零部件的結構尺寸、位置關系。由數(shù)模還可以生成整車、分總成、沖壓 。

2、全套產品圖紙

3、樣車、樣件（包括整車車身總成、各大總成、分總成和沖壓件）。

4、產品零部件明細表（包括各部件的名稱、編號，沖壓件的名稱、編號、數(shù)量，標準件的規(guī)格、數(shù)量）。件的各種視圖（包括軸測圖），以及可以輸出剖面圖。

工藝設計時，業(yè)主必須提供上述a、b、c中至少1項，d項可以從前3項中分析出來，正常狀態(tài)下d項早在汽車設計結束時就已經(jīng)確定了。如果僅提供b項，那么需要增加大量的車身拆解、分析工作。

四、汽車焊接工藝設計的主要注意事項

（一）車在裝焊過程中，合理分塊非常重要，而車總成的分塊大體相同，但往往對頭接縫處有所變化，要認真分析。分塊決定夾具的套數(shù)、工藝流程，是工藝設計的第一步。

（二）工藝設計不能只顧眼前，應該遠近結合、滾動發(fā)展，做到近期合理、遠期可行。

（三）要充分考慮混線生產的可能性，在夾具設計任務書和工藝設備選型上盡可能柔性化。

（四）生產方式盡可能精益，盡量減少在制品存放，大型外覆蓋件的物流盡量短；靈活布局車間內的各條生產線，使各生產線之間工件輸送及與其他車間的銜接盡量短捷、順暢，提高生產效率。

（五）小件生產盡量集中布置，提高設備利用率。按照工藝流程在線旁布置小件的模式，從節(jié)約成本的角度看是不可取的。

（六）要進行三維焊鉗與夾具的焊接過程動態(tài)模擬，提高選型準確性。

（七）將以往設計中不宜發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)過計算機仿真，較早地被發(fā)現(xiàn)和解決，提高設計方案、圖紙的準確性和節(jié)拍平衡。

（八）工藝設計不能脫離生產管理系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)在那些工位取得生產信息，就要求在設備定貨技術任務書明確功能及接口條件。

五、結語

綜上所述，車身焊接工藝可對汽車整體的質量產生極大的影響，所以應注意在完善焊接工藝設計的基礎上對車身焊接方法進行優(yōu)化。此外，由于汽車車身焊接工藝的設計受到多種因素的影響，如投資限制、精度要求、工藝水平及用戶觀念等，所以在選擇與設計焊接工藝時也應全面考慮多種因素，以保證車身焊接質量與設計要求相符。

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