汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設(shè)計(jì)

劉春光

摘 要：焊接是汽車(chē)車(chē)身制造四大工藝之一，焊接白車(chē)身的質(zhì)量在很大程度上決定著整車(chē)質(zhì)量。因此，在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，要想提升汽車(chē)車(chē)身的整體質(zhì)量和使用性能，應(yīng)當(dāng)對(duì)汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝進(jìn)行全面的了解和掌握，也只有這樣才能在最大程度上提升汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量，提升汽車(chē)的整體性能。焊接質(zhì)量既與前期工藝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程相關(guān)，也跟量產(chǎn)后的質(zhì)量控制密不可分。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的好的焊接工藝性是焊接質(zhì)量保證的前提。文章主要是對(duì)汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)為主，對(duì)其相關(guān)的工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述，希望對(duì)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，給予一定程度上的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)車(chē)身；焊接工藝；設(shè)計(jì)形式

1 汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝的設(shè)計(jì)要素

（1）汽車(chē)模型設(shè)計(jì)。一般情況下，汽車(chē)制造行業(yè)在汽車(chē)模型構(gòu)建的過(guò)程中，經(jīng)常采用UG、CATIA、Pro-E等三維軟件進(jìn)行構(gòu)建，從而獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。在汽車(chē)車(chē)身的焊接過(guò)程中，整車(chē)模型主要是利用數(shù)模裝配組成的，在軟件中可以獲得汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)的大小，以及各個(gè)零件之間的相關(guān)參數(shù)。（2）樣件、樣車(chē)。在汽車(chē)車(chē)身的焊接過(guò)程中，試制人員應(yīng)當(dāng)對(duì)汽車(chē)車(chē)身的生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面的了解，其中包括了汽車(chē)車(chē)身分總成、沖壓件等各個(gè)方面的內(nèi)容。（3）設(shè)計(jì)圖紙。開(kāi)發(fā)人員應(yīng)當(dāng)編制完善的焊接工藝方案，這樣可以為汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝的實(shí)現(xiàn)提供了重要的技術(shù)支持。（4）零件明細(xì)。在汽車(chē)車(chē)身的焊接過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)各個(gè)部分的零部件，進(jìn)行全面的記錄，其中包括有：汽車(chē)車(chē)身各個(gè)部件的編號(hào)、名稱、標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量、規(guī)格等個(gè)方面，這樣在零件查找和制造過(guò)程中，可以提供了重要的參考依據(jù)。

2 汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設(shè)計(jì)分析

2.1 車(chē)身部件的拆解

汽車(chē)車(chē)身部件的拆解是汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，主要是對(duì)側(cè)圍、后圍、頂蓋等各個(gè)總成零件，進(jìn)行合理的工藝劃分。但是，在劃分的過(guò)程中，由于形狀和大小的不一致，所以在連接工藝實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，也會(huì)存在著一定程度上的差異性。因此，在汽車(chē)車(chē)身劃分的過(guò)程中，就是要針對(duì)其差異性，制定合理的連接形式，這樣才能在最大程度上保證了汽車(chē)車(chē)身的焊接質(zhì)量、尺寸精度及生產(chǎn)節(jié)拍。例如：在汽車(chē)車(chē)身焊接的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)按照其順序、大小、形狀等的差異性，進(jìn)行全面的劃分：由縱梁、地板組成下車(chē)身；由輪罩、側(cè)圍內(nèi)板骨架組成主車(chē)身；由A柱、B柱、C柱、門(mén)檻及側(cè)圍外板組成左右側(cè)圍；然后進(jìn)行整車(chē)合車(chē)，最后安裝四門(mén)兩蓋。之后，再根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍要求和尺寸控制有利原則將各部分總成進(jìn)行進(jìn)一步的拆解。

2.2 凸焊工藝

（1）注意螺母規(guī)格與板材厚度的匹配。螺母規(guī)格越大，板材越厚，需要的焊接參數(shù)越大。薄板材配大螺母，厚板材配小螺母，這兩種情況都是不合適的。薄板材配大螺母，會(huì)造成板材過(guò)燒，而且大規(guī)格螺母需要承受較大的載荷，板材過(guò)薄，無(wú)法承受大載荷而造成失效。厚板材配小螺母，如果要焊透厚板材，需要比較大的參數(shù)，往往會(huì)造成螺母過(guò)燒，螺母變形，螺紋損壞，那么怎么選擇比較合理呢？經(jīng)過(guò)多年研究總結(jié)如表1：

（2）避免多層連接。盡量避免螺栓或螺母先與墊圈連接，墊圈再與沖壓件連接，這種多層連接工藝上較難實(shí)現(xiàn)，易出現(xiàn)焊不透的情況，造成連接失效。

（3）焊接工藝的分解。在做工藝分解時(shí)，需要考慮螺母所在位置，合理安排工藝順序。在后面的生產(chǎn)工序，對(duì)之前工序凸焊的螺母或螺栓，進(jìn)行全面的防錯(cuò)檢查，避免缺失造成整車(chē)功能性的缺陷。

（4）焊接設(shè)備的選擇。對(duì)有鍍層的標(biāo)準(zhǔn)件或板材的凸焊工藝，盡可能選擇中頻凸焊機(jī)，減少電網(wǎng)波動(dòng)帶來(lái)的影響。另外，在每一個(gè)分氣管附近增加儲(chǔ)氣罐，也有利于保持氣壓的穩(wěn)定性，從而更好的保證凸焊質(zhì)量。

（5）焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)。凸焊參數(shù)在參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意盡可能采用硬規(guī)范，即大電流、短時(shí)間。在調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí)，氣壓盡可能小，在0.1～0.4Mpa之間調(diào)節(jié)可以收到良好的效果。

2.3 點(diǎn)焊工藝

（1）零件板厚的控制。點(diǎn)焊工藝首先是要保證焊點(diǎn)強(qiáng)度，板材過(guò)厚或搭接層數(shù)過(guò)多，點(diǎn)焊很難焊透，板材過(guò)薄，則焊點(diǎn)容易燒穿，這都會(huì)影響到焊接強(qiáng)度，進(jìn)而影響整車(chē)的剛度。因此，在點(diǎn)焊工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須對(duì)其零件的厚度，進(jìn)行有效的控制，使工藝得以實(shí)現(xiàn)，一般情況零件單層板厚在0.7～3.2mm，其焊板層數(shù)應(yīng)當(dāng)小于4層，就是避免4層板焊接，減少3層板焊接。還要注意搭接板材厚度比不要超過(guò)1：3，否則會(huì)出現(xiàn)熔核嚴(yán)重偏移，對(duì)焊接強(qiáng)度極其不利。

（2）控制搭邊寬度和焊點(diǎn)間距。搭邊尺寸太大，造成材料浪費(fèi)，車(chē)身增重；搭邊太小，熱影響區(qū)到板材邊緣，板材金屬脆化，同時(shí)也不利于焊接操作，易出現(xiàn)邊緣焊，會(huì)影響到車(chē)身強(qiáng)度。焊點(diǎn)間距太大，造成連接強(qiáng)度不足；焊點(diǎn)間距太小，既造成資源浪費(fèi)，還可因分流而造成強(qiáng)度減小。沖壓件匹配時(shí)的搭邊尺寸和焊點(diǎn)間距控制是保證汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊工藝質(zhì)量的重要因素。從筆者多年經(jīng)驗(yàn)，以表2控制較為合適：

（3）焊點(diǎn)可達(dá)性。再好的設(shè)計(jì)工藝實(shí)現(xiàn)不了也是枉然，焊點(diǎn)可達(dá)性是在做點(diǎn)焊開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的重要因素。零件的焊點(diǎn)位置是否焊槍可達(dá)到，結(jié)構(gòu)是否是開(kāi)敞的，與周邊零件的型面或翻邊距離是否過(guò)近，尤其一些有外觀要求的表面，建議手工焊留50mm以上間隙，機(jī)器人焊接留30mm以上間隙即可。

（4）焊接面角度。焊接面的角度設(shè)計(jì)也是一個(gè)必須考慮到的因素，尤其是采取手工焊接，有些角度根本無(wú)法操作，最好是能設(shè)計(jì)在X/Y/Z平行平面上，如果實(shí)在不可避免，在同一個(gè)零件搭接焊點(diǎn)盡可能選在相近的角度。

2.4 保護(hù)焊工藝

保護(hù)焊是汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，主要應(yīng)用在下車(chē)身和底盤(pán)零件，是車(chē)身強(qiáng)度的重要保證。氣保焊工藝是利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)電弧焊。氣保焊質(zhì)量受人為因素影響較多，再加上焊接角度不好操作，一般用于汽車(chē)氣保焊是采用機(jī)器人焊接。只要工藝參數(shù)設(shè)置合理，工裝夾具穩(wěn)定，機(jī)器人氣保焊很容易收到良好效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)汽車(chē)車(chē)身焊接工藝的一些要點(diǎn)和設(shè)計(jì)形式，進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述，只有對(duì)汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝形式進(jìn)行深入的了解，在工藝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行全面的考慮，才能保證汽車(chē)車(chē)身的焊接質(zhì)量能夠達(dá)到理想效果。

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