論汽車總拼焊接線的通用性

韋干球

摘 要：汽車是主要借助自身動(dòng)力為裝置驅(qū)動(dòng)，且具有4個(gè)或4個(gè)以上的車輪的非軌道無架線車輛。汽車是一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身和電氣設(shè)備等四個(gè)基本部分組成。汽車車身由鋼板、碳纖維、強(qiáng)化塑料等所組成，鋼板靠拼接焊接而成。本文對(duì)于汽車焊接拼接及其通用性進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：汽車；總拼；焊接線

1.汽車車身焊裝線的組成

汽車車身焊裝生產(chǎn)線是轎車、微型客車等車型生產(chǎn)過程中的重要生產(chǎn)線之一，從汽車工業(yè)的發(fā)展歷史來看，車身焊裝線經(jīng)歷了20世紀(jì)50～60年代手工焊接線→20世紀(jì)70年代的自動(dòng)化剛性焊裝線→20世紀(jì)80年代以后的機(jī)器人柔性焊裝線階段。就每條焊裝線而言，它由焊接夾具、傳輸裝置、焊接設(shè)備（焊槍、焊接機(jī)器人）構(gòu)成；就整個(gè)汽車車身焊裝線而言，它大體包括車身側(cè)圍總成線、車身門蓋總成線、底板總成線、車身焊裝主線等（目前尚無絕對(duì)的概括）。其中每部分又有相應(yīng)的主線、子線、左右對(duì)稱線和獨(dú)立島。

2.汽車車身焊裝線的總拼形式

2.1概述

在汽車制造企業(yè)中，怎樣更快地推出新的產(chǎn)品，更快地對(duì)舊產(chǎn)品更新?lián)Q代，是贏得市場的關(guān)鍵所在。而產(chǎn)品平臺(tái)化是既快速又節(jié)約投資的推出新產(chǎn)品的主要手段，所以在生產(chǎn)線規(guī)劃過程中我們就要考慮產(chǎn)品的平臺(tái)化，考慮線體的柔性化?？偲醇夹g(shù)是柔性線體實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在，是焊裝柔性線體最重要的組成部分。在工廠中，焊裝線體相比涂裝、總裝線體的剛性強(qiáng)，產(chǎn)品通過性差，所以如何實(shí)現(xiàn)焊裝線體的柔性化越來越被各汽車公司關(guān)注。

2.2總拼形式簡介

汽車常用的總拼形式，具體如下：

1、平移式總拼（single model），其動(dòng)作順序?yàn)椋汉秆b線將下車體輸送至總拼工位→側(cè)圍總成人工上件到夾具上→夾具平移到位→夾緊焊接。該總拼形式具有定位精度和可靠性高，投資成本低的優(yōu)勢。

2、翻轉(zhuǎn)平移式總拼（single model），其動(dòng)作順序?yàn)椋汉秆b線將下車體輸送至總拼工位→側(cè)圍總成自動(dòng)上件到水平狀態(tài)的夾具上→夾具夾緊后翻轉(zhuǎn)至垂直狀態(tài)→夾具平移到位后焊接。該總拼形式具有定位精度和可靠性高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上件的優(yōu)勢。

3、翻轉(zhuǎn)式總拼（single model），其動(dòng)作順序?yàn)椋汉秆b線將下車體輸送至總拼工位→側(cè)圍總成人工上件到傾斜狀態(tài)的 夾具上→夾具夾緊后翻轉(zhuǎn)至垂直狀態(tài)→焊接。該總拼形式具有定位精度和可靠性高，投資成本低的優(yōu)勢，但操作空間小。

4、多面體式總拼，多面體式總拼是在平移式總拼的基礎(chǔ)上通過可水平旋轉(zhuǎn)的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)側(cè)圍夾具的更換從而達(dá)到柔性化目的。最多可以安裝4套側(cè)圍夾具，適應(yīng)4種車型的切換。多面體總拼形式技術(shù)成熟，投資成本相對(duì)較低，焊接空間較小。

5、OPEN GATE總拼，OPEN GATE總拼是在平移式總拼的基礎(chǔ)上通過堆棧法實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的一種總拼形式，只需在一個(gè)總拼工位就可以實(shí)現(xiàn)夾具和車型的切換，其動(dòng)作順序可參考平移式總拼。其特點(diǎn)是車型可以單獨(dú)調(diào)試，不影響車型正常生產(chǎn)；車身焊接穩(wěn)定性較好，對(duì)鈑金件精度要求相對(duì)較低；技術(shù)成熟度較高，后續(xù)車型增加方便；占地空間大；一次投入費(fèi)用高。

6、Geotack總拼，Geotack總拼也是依靠側(cè)圍工裝的切換來實(shí)現(xiàn)同一工位的柔性化生產(chǎn)。與OPEN GATE的不同之處在與其側(cè)圍工裝采用獨(dú)立的翻轉(zhuǎn)式合拼機(jī)構(gòu)。其動(dòng)作順序可參考翻轉(zhuǎn)式總拼。該總拼形式具有柔性化程度高，精度穩(wěn)定以及后期車型導(dǎo)入對(duì)現(xiàn)生產(chǎn)影響較小的特點(diǎn)。目前我公司乘用車三廠采用該總拼形式。

7、機(jī)器人總拼，機(jī)器人總拼形式中，機(jī)器人既要承擔(dān)焊接工作又要承擔(dān)定位工作；通過切換機(jī)器人抓具來實(shí)現(xiàn)不同側(cè)圍車身的總拼焊接。主要分為三種：

1）側(cè)圍為整體抓具，機(jī)器人抓取側(cè)圍后，放至總拼工位，抓具又起到夾具的作用，抓具通過鎖緊裝置鎖死。該形式對(duì)機(jī)器人載荷要求較高。2）側(cè)圍抓具分為前后兩個(gè)獨(dú)立部分，這對(duì)于同一車型的兩廂、三廂車轉(zhuǎn)變及車身長度較長的車型更具靈活性。 3）側(cè)圍采用分體式總拼，側(cè)圍相同的部分采用（GATE）推進(jìn)裝置，不相同的部分采用機(jī)器人切換抓手。此種形式相對(duì)側(cè)圍整體抓具的形式要求的機(jī)器人載荷較小。

8、內(nèi)置式總拼，其特點(diǎn)是：沒有傳統(tǒng)的側(cè)圍夾具框架，整個(gè)夾具從無頂蓋車身總成頂部落下，夾具夾頭從車身內(nèi)部夾緊。采用內(nèi)置式夾具，使焊鉗比框架式夾具更易于接近焊接部位，焊接的工藝性好，并且可使點(diǎn)焊機(jī)器人最大限度集中，在總拼工位焊接的焊點(diǎn)數(shù)量多，能夠有效保證車身品質(zhì)。另外內(nèi)置式夾具從頂部由機(jī)械化設(shè)備吊入，在本工位二層可設(shè)置總拼夾具庫，便于切換側(cè)圍夾具，以實(shí)現(xiàn)柔性化，且占地面積小。

9、激光拼焊板與連續(xù)變截面板技術(shù)激光拼焊板（Tailor Welded Blanks， TWB），它們是采用激光作為焊接熱源， 將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進(jìn)行拼合、焊接成一塊整體板材。

3.汽車通用焊接要求

1、焊接件的原材料（鋼板、型鋼、鋼筋等）和焊接材料（焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體等）進(jìn)廠時(shí)，應(yīng)經(jīng)質(zhì)檢部門按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格后方可入庫和使用。

2、鋼材在下料前的形狀公差應(yīng)符合國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，否則應(yīng)予矯正，使之達(dá)到要求。矯正時(shí)，其傷痕深度：鋼板應(yīng)不大于0.5mm，，型鋼應(yīng)不大于1mm。

3、焊前要求，焊接前的零件應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可焊接。焊接前應(yīng)清除焊接區(qū)域的鐵銹、氧化皮、油污、油漆等雜質(zhì)，使焊接零件表面露出金屬光澤?；覊m、油、脂可用揮發(fā)性脫脂劑或無毒溶劑擦洗。油漆和其它不溶于脫脂劑的材料可用三氯甲烷、堿性清洗劑或?qū)Ｓ没衔锴逑?。一般要求在清洗?4h內(nèi)施焊，逾期應(yīng)重新清洗。清理區(qū)域?yàn)殡x焊縫邊緣不小于15？mm。焊接前電焊條應(yīng)經(jīng)過烘焙，嚴(yán)禁使用藥皮脫落、焊芯生銹的焊條。焊絲應(yīng)清潔、干燥。定位焊縫不應(yīng)有裂紋，不應(yīng)有超標(biāo)的夾渣、氣孔等缺陷，如發(fā)現(xiàn)有焊接缺陷，應(yīng)徹底清除，重新進(jìn)行定位焊。定位焊縫應(yīng)填滿弧坑。在焊縫交叉處和焊縫方向急劇變化處不得有定位焊縫，定位焊縫一般應(yīng)離開該處40mm以上。當(dāng)正式焊縫焊接需要預(yù)熱時(shí)，裝配定位焊時(shí)也要預(yù)熱，而且預(yù)熱溫度要比正式焊縫焊接預(yù)熱溫度高30℃以上。與母材焊接的工卡具其材質(zhì)宜與母材相同或同一類別號(hào)，應(yīng)在整個(gè)焊縫焊接及熱處理完畢并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可拆除。拆除工卡具時(shí)不應(yīng)損傷母材，拆除后應(yīng)將殘留焊疤打磨修整至與母材表面齊平。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉慧， 張宇， 蔣蓓.柔性化總拼技術(shù)在轎車焊裝線上的應(yīng)用.《現(xiàn)代零部件》2012

[2]馬濤， 桑大群， 劉文浩.一種車身焊裝線總拼夾具[專利]- 2014

[3]馬鳴圖， 游江海， 路洪洲，等. 鋁合金汽車板性能及其應(yīng)用[J]. 機(jī)械工程材料， 2010， 12