汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量控制分析

張曉光 盧小龍 杜習(xí)鵬 馬白雪 葛朝林

摘 要：本篇文章首先對(duì)常用的汽車(chē)車(chē)身焊接技術(shù)進(jìn)行闡述，從零件飛濺、零件表面發(fā)生變化、焊接強(qiáng)度不高三個(gè)方面，對(duì)汽車(chē)焊接時(shí)容易出現(xiàn)的質(zhì)量性問(wèn)題進(jìn)行解析，并以此為依據(jù)，提出汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量控制策略。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)車(chē)身；焊接；質(zhì)量；控制

在進(jìn)行汽車(chē)制造生產(chǎn)過(guò)程中，涉及的施工工藝有四點(diǎn)，也就是沖壓、焊接、涂裝及總裝。其中，焊接在其中發(fā)揮著承接上下的作用，焊接質(zhì)量不僅會(huì)給汽車(chē)自身質(zhì)量安全有著直接影響，同時(shí)也對(duì)汽車(chē)外觀和裝配有著直接意義。所以，在汽車(chē)制造生產(chǎn)過(guò)程中，焊接質(zhì)量得到了人們的充分注重。下面，本文將進(jìn)一步闡述和分析汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量控制。

1、汽車(chē)工業(yè)中焊接新技術(shù)的應(yīng)用

1.1 電阻焊節(jié)能和控制技術(shù)

聯(lián)體式懸掛電焊機(jī)是目前汽車(chē)車(chē)身焊接中應(yīng)用最主流的焊接，在一個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)車(chē)間，此種焊機(jī)的數(shù)量高達(dá)幾十臺(tái)，甚至是上百臺(tái)，焊接電流在100kVA以上，主要應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)身薄板焊接中。使用了50Hz單相交流電，功率因素比較低。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下電阻焊技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，延伸了三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級(jí)整流接觸焊機(jī)及IGBT逆變電阻焊機(jī)。應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)身焊接中，可有效解決電網(wǎng)不平衡的問(wèn)題。還能進(jìn)一步節(jié)約電能，在焊接中可實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。此外，融入PLC智能控系統(tǒng)，可大幅度提升汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量和效率，提升焊縫的美觀性。

1.2氣體保護(hù)焊接技術(shù)

汽車(chē)車(chē)身焊接過(guò)程中，如何控制表面張力過(guò)渡形成的波形是重中之重，通過(guò)氣體保護(hù)焊接技術(shù)可有效解決這一問(wèn)題，在采用此種焊接技術(shù)時(shí)，可通過(guò)2電流脈沖完成1個(gè)熔滴過(guò)渡，其中第一個(gè)電流脈沖促使熔滴形成，并使之快速長(zhǎng)大，直到熔滴和汽車(chē)工件連接為一個(gè)整體。第2個(gè)電流脈沖則屬于短時(shí)窄脈沖，可不斷檢測(cè)di/dt，并對(duì)電流的脈沖值進(jìn)行全面控制，電磁收縮力，促使熔滴不斷收縮變細(xì)，最終靠近熔池，完成1個(gè)熔滴過(guò)渡，避免發(fā)生飛濺。也可以采用氬弧焊新技術(shù)，氬弧焊有兩種，一種TIG，另一種是MIG，這兩種氬弧焊都可以應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)身焊接中，可有效改革二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊形成的飛濺。

1.3高能束熱源焊接及加工技術(shù)

利用能量密度大于5X108W/㎡的熱源，如電子束、激光等進(jìn)行焊接。常用的技術(shù)有兩種，一種是激光和電弧符合加熱焊接技術(shù)，可進(jìn)行4～8mm厚鋼結(jié)構(gòu)焊接中，焊接后形成的花紋比較美觀，還能提升汽車(chē)的耐磨性。另一種是等離子體焊接技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥體早已采用填充圈等離子焊接。近十幾年來(lái)粉末等離子堆焊有很大發(fā)展，可進(jìn)行小熔合比的薄層料精細(xì)堆焊，能堆焊各種特種合金表面

2、汽車(chē)焊接時(shí)容易出現(xiàn)的質(zhì)量性問(wèn)題

由于零部件采用批量生產(chǎn)方式，生產(chǎn)效率比較高，汽車(chē)各個(gè)零部件形態(tài)平穩(wěn)性和人為因素影響，將會(huì)引發(fā)一些質(zhì)量問(wèn)題。下面，本文將終點(diǎn)處函數(shù)汽車(chē)焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題。

2.1零件飛濺

在開(kāi)展焊接工作時(shí)，由于溫度升高，使得零部件在熔合中出現(xiàn)飛濺現(xiàn)象，讓熔合質(zhì)量隨之減少，焊接質(zhì)量發(fā)生改變。

2.2零件表面發(fā)生變化

零部件表面出現(xiàn)一定改變， 電極附著在零部件表面，焊點(diǎn)質(zhì)量發(fā)生改變，給零部件外在形象帶來(lái)影響，造成電極損壞。

2.3焊接強(qiáng)度不高

焊接強(qiáng)度不強(qiáng)，焊接位置不平穩(wěn)，內(nèi)部存在一些細(xì)縫，不能滿足汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量要求。

3、汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量控制策略

3.1保證沖壓件精度

高質(zhì)量沖壓件精度作為獲取高精度車(chē)身的重要因素，高精度車(chē)身可以制作出高質(zhì)量焊接車(chē)身。沖壓件精度首先是本身的幾何尺寸精度，并且受到模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)精度影響，通過(guò)用三坐標(biāo)設(shè)備測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)工件整體測(cè)量，并對(duì)工件本身尺寸偏差進(jìn)行檢測(cè)，適當(dāng)調(diào)整模具，從而保證其誤差把控在合理范疇內(nèi)。實(shí)際中，沖壓件數(shù)模精度控制在0. 5公差左右，然而在實(shí)際應(yīng)用中，即便每個(gè)沖壓件都能夠把控在該范疇內(nèi)，但是也無(wú)法精準(zhǔn)提升車(chē)身精度。由于各個(gè)環(huán)節(jié)之間連接都會(huì)受到一定因素影響，隨著工件尺寸偏差積累，使得工件空隙隨之增加，假設(shè)在焊接中采用合理措施進(jìn)行處理，使得整個(gè)車(chē)身精度受到影響，從而無(wú)法保證車(chē)身焊接平穩(wěn)性[3]。沖壓件精度作為車(chē)身幾何精度重要因素，所以對(duì)新模具沖出鈑金件應(yīng)采取對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行處理，保證設(shè)計(jì)精度，提升車(chē)身焊接質(zhì)量。

3.2合理布置生產(chǎn)線，以提高焊接工藝

從夾具和沖壓零部件角度來(lái)說(shuō)，其作為獨(dú)立個(gè)體，而車(chē)身焊接作為一項(xiàng)繁瑣性工作，由多個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)線一同實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)過(guò)程中，包含了焊接夾具、焊接設(shè)備、控制系統(tǒng)等。如果生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線發(fā)生配置不合理狀況，將會(huì)影響焊接精度，并且焊接質(zhì)量也會(huì)受到影響。在這種情況下，可以通過(guò)科學(xué)設(shè)定工位方式，不但可以提升焊接質(zhì)量，同時(shí)還能滿足汽車(chē)生產(chǎn)要求。生產(chǎn)設(shè)定規(guī)范合理將直接影響生產(chǎn)綱領(lǐng)，所以在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)生產(chǎn)均衡化綜合思考，并結(jié)合約束條件將生產(chǎn)任務(wù)分配到對(duì)應(yīng)工位中，只有這樣，才能保證各個(gè)工位可以在約定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，保證各個(gè)工位都能分配對(duì)應(yīng)負(fù)荷，減少時(shí)間差。假設(shè)焊接車(chē)間作為結(jié)合具體施工要求設(shè)定的生產(chǎn)方案和焊接對(duì)策，將不能生產(chǎn)高精度沖壓件及夾具，并能保證車(chē)身自身質(zhì)量。所以，在各個(gè)工藝中統(tǒng)一規(guī)劃，從而提升汽車(chē)生產(chǎn)效率和水平，確保車(chē)身焊接質(zhì)量安全。

3.3利用焊接夾具找好基準(zhǔn)

為了焊接出高精度的車(chē)身，通常情況下，由車(chē)身分總成和車(chē)身兩部分組成，需要對(duì)沖壓零部件質(zhì)量加以科學(xué)管理，并結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)定結(jié)構(gòu)合理的夾具?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一作為實(shí)現(xiàn)車(chē)身焊接工藝設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，所以，在各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造過(guò)程中，需要保證基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，這不但是設(shè)計(jì)模具、檢具的重要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是確保車(chē)身精度的重要因素。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要保證沖壓零部件各項(xiàng)特性進(jìn)度，不但需要結(jié)合產(chǎn)品要求，同時(shí)還要根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝水平明確進(jìn)度。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)精度過(guò)程中，需要結(jié)合夾具設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并且設(shè)計(jì)結(jié)果將會(huì)給沖壓件在夾具中的進(jìn)度帶來(lái)直接影響。另外，應(yīng)該保證被裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和夾具設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，在相鄰位置的各個(gè)焊裝夾具中將會(huì)存在裝配關(guān)系，在這種情況下，需要設(shè)定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，把車(chē)身總分成分解成多個(gè)不同組合件及部件，讓其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)處于統(tǒng)一狀態(tài)。

在基準(zhǔn)選擇過(guò)程中，秉持的標(biāo)準(zhǔn)有三點(diǎn)，首先，需要把基準(zhǔn)設(shè)定在一個(gè)不會(huì)發(fā)生變形的基礎(chǔ)面中。其次，采取合理措施降低沖壓件所料放料位置面臨影響。最后，禁止在沖壓件兩次成形位置中設(shè)定基準(zhǔn)。

在基準(zhǔn)孔選擇過(guò)程中，秉持的標(biāo)準(zhǔn)有五點(diǎn)。第一，一般來(lái)說(shuō)，車(chē)身前端、上端、右端等位置通常選擇圓銷(xiāo)，這樣可以防止制件發(fā)生變形現(xiàn)象。第二，設(shè)定的基準(zhǔn)孔數(shù)量不得低于兩個(gè)，并采用菱銷(xiāo)方式進(jìn)行定位，針對(duì)不會(huì)面臨剛性沖壓件的，則需要采用圓銷(xiāo)，但是在特殊情況下，在兩個(gè)基準(zhǔn)孔不能精準(zhǔn)定位的情況下，則需要選用三個(gè)銷(xiāo)。第三，在車(chē)身和坐標(biāo)出現(xiàn)傾斜的情況下，需要選擇和坐標(biāo)方向統(tǒng)一的基準(zhǔn)銷(xiāo)孔徑，但是假設(shè)不能滿足作業(yè)要求的情況下，則需要采取避讓斜面方向的菱銷(xiāo)。第四，基準(zhǔn)孔最好加工在相同工序中。第五，基準(zhǔn)孔間距應(yīng)該做好管理工作，一般要求超過(guò)沖壓件2 /3的最人全長(zhǎng)位置，至少要超過(guò)1 /2 。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，車(chē)身作為汽車(chē)中主要部分，更是汽車(chē)零部件載體，車(chē)身焊接質(zhì)量將會(huì)給車(chē)身焊接精度、質(zhì)量以及生產(chǎn)效率帶來(lái)直接影響。所以，在開(kāi)展車(chē)身焊接工作時(shí)，應(yīng)該重視沖壓件自身精度和搭建過(guò)程中面臨的偏差因素，而使得沖壓件干涉和間隙逐漸擴(kuò)充，保證車(chē)身焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚建利，張婷.汽車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量控制與檢測(cè)研究[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2019，34（01）：221-222+224.

[2]林楠.車(chē)身焊接過(guò)程監(jiān)控及質(zhì)量管控分析[J].科技風(fēng)，2018（32）：157.

[3]李子旭，劉東平.白車(chē)身試制過(guò)程中的焊接質(zhì)量控制分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（25）：115-116.

作者簡(jiǎn)介：

張曉光（1988-），男，漢，河南省濮陽(yáng)市清豐縣馬村鄉(xiāng)東岳村3排

奇瑞汽車(chē)河南有限公司，主管師，中專(zhuān)，汽車(chē)沖壓、焊接、車(chē)身尺寸、車(chē)身強(qiáng)度、車(chē)身（防腐）油漆以及質(zhì)量問(wèn)題改進(jìn)。