汽車車身焊接工藝分析及工裝設(shè)計(jì)

劉靜

摘 要：生產(chǎn)一輛汽車需要很多工藝流程，其中比較關(guān)鍵且重要的一個步驟就是車身的焊接工作。新時期下汽車工業(yè)的發(fā)展前景十分良好，對于汽車焊接的要求也越來越高，因此相關(guān)汽車制造企業(yè)對其車身焊接工藝技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)和提升，以滿足消費(fèi)者對于汽車日益增長的要求。本文也將基于此對當(dāng)前汽車車身焊接線設(shè)計(jì)以及汽車焊接工藝需要遵循的原則進(jìn)行詳細(xì)研究，并對汽車焊接技術(shù)的未來發(fā)展方向進(jìn)行分析，以期我國汽車質(zhì)量能夠得到有效提高。

關(guān)鍵詞：汽車車身焊接 工藝分析 工裝設(shè)計(jì)

汽車車身的整體結(jié)構(gòu)將取決于其車身焊接工藝和工裝設(shè)計(jì)，同時汽車的安全性很大程度上也取決于此。如果汽車車身焊接工藝比較精湛、工裝設(shè)計(jì)比較優(yōu)良，不僅汽車的整體美感較好，安全性也比較高，進(jìn)而有效滿足用戶對汽車的使用要求。因此相關(guān)工作人員在開展車身焊接和工裝設(shè)計(jì)這一工作環(huán)節(jié)時，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)原則和工藝規(guī)范要求，防止焊接時汽車變形量的增加。

1 汽車車身焊裝線的設(shè)計(jì)

在對汽車車身進(jìn)行焊接時需要考慮的因素有很多，首先對汽車車身生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力有一定把握，相關(guān)工作人員可以依據(jù)生產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算，看其生產(chǎn)率是多少，然后對工位數(shù)量進(jìn)行推算，如果工位比較多、生產(chǎn)速度快，那么生產(chǎn)能力就比較高，生產(chǎn)線也比較趨于自動化生產(chǎn)。其次考慮生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)性，投資方對于其經(jīng)濟(jì)收益是有著一定要求的，因此在設(shè)計(jì)焊接生產(chǎn)線一定要展開工程造價分析，主要以投資額度為基礎(chǔ)，然后分析哪些主要設(shè)備會影響生產(chǎn)效率。然后對焊接設(shè)備和焊接工藝進(jìn)行最大程度的優(yōu)化，保障經(jīng)濟(jì)收益最大化。之后就是對于車身可焊性的考慮，我們都知道，如果焊接工藝比較優(yōu)良，那么車身的焊接質(zhì)量也就有所保障，因此除了對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，還需要對其焊接工藝進(jìn)行提升，盡量采用機(jī)械化、自動化的車身焊接工藝。對汽車車身主體進(jìn)行裝配的方案有兩種，一種是集中裝配，另外一種是分散裝配，因此在設(shè)計(jì)車身焊接線時一定要對汽車組件的焊接和組裝進(jìn)行仔細(xì)考慮，要確保其順序的合理性，這樣汽車車身無論時焊接還是運(yùn)輸都會比較便捷。

影響汽車車身質(zhì)量的因素有很多種，比如車身的形狀，尺寸的精準(zhǔn)度、焊接的緊密度等等，因此無論是車身焊接時期還是焊接結(jié)束以后都要對車身的質(zhì)量進(jìn)行審核，主要是用測試夾具進(jìn)行檢查，這樣一來就能夠有效控制其誤差的分布情況，也能夠防止車身出現(xiàn)缺陷對其質(zhì)量造成影響。在汽車車身焊接線設(shè)計(jì)的過程中，如果生產(chǎn)線自動化程度比較高，車身生產(chǎn)工人的工作量就得到減少，但是其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)靈活度都比較高，因此車身無論是質(zhì)量還是強(qiáng)度都比較穩(wěn)定，因此需要在考慮投資的基礎(chǔ)上要盡量提升車身焊接線的自動化生產(chǎn)程度。最后一點(diǎn)也是非常重要的一點(diǎn)是汽車焊接線的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)能夠防止生產(chǎn)線出現(xiàn)問題，也能夠保障生產(chǎn)人員的人身安全，因此一定要對焊接技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格防范，保整其安全系統(tǒng)安全可靠。

2 汽車車身焊接工藝

2.1 裝焊工藝流程

首先在對車身進(jìn)行焊接時應(yīng)當(dāng)將其分為不同的部門依次進(jìn)行焊接，具體參考依據(jù)為汽車車身的實(shí)際需要和焊接時車身的變形量。一般情況下先把一些零部件進(jìn)行焊接，然后再將焊接好的組合件與數(shù)量不多的一些零部件進(jìn)行焊接。如果焊接時出現(xiàn)變形，可以對其進(jìn)行矯形。汽車車身焊接時應(yīng)當(dāng)使用點(diǎn)固焊的焊接方法，焊接完成以后再從中間向兩側(cè)進(jìn)行補(bǔ)焊，這一過程中需要注意補(bǔ)焊應(yīng)當(dāng)時左右對稱的。結(jié)束以后可以使用機(jī)械法進(jìn)行二次矯形，但是如果焊接車身的總體框架變形程度比較深，那么就需要使用加熱法進(jìn)行矯形。

2.2 焊接方法的選擇

汽車車身焊接工藝當(dāng)中非常重要的一部分就是所使用的焊接方法，以及參數(shù)的選擇是否合理。通常情況下在對汽車車身進(jìn)行焊接時我們使用的是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，這種焊接方法是半自動的，而且二氧化碳獲取比較簡單，使用的成本也不高。而且使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊能夠?qū)ζ囓嚿磉M(jìn)行強(qiáng)有力的保護(hù)，需要的成本投入也比較低，采用二氧化碳?xì)怏w還能夠加強(qiáng)汽車車身的的康銹性、抗氫性以及抗裂紋性，焊接結(jié)束以后也不用進(jìn)行清理，并且所需要的操作空間小、車身的變形量也比較少，這樣一來車身的焊接效率將有效提升，生產(chǎn)量也會更高。

2.3 焊接工具的選擇

一般來說對車身進(jìn)行焊接的工具為焊接夾具，焊接夾具是由多種工具共同構(gòu)建的平臺，主要由夾緊元件、定位塊、支撐件和引導(dǎo)支架等等，焊接夾具的主要作用就是對汽車車身的零部件進(jìn)行夾緊和定位。汽車車身是由不同結(jié)構(gòu)元件組成的嗎，這些元件的機(jī)械零件都需要使用焊接夾具進(jìn)行夾緊，以使其位置固定。新時期下，我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展速度很快，汽車種類越來越多，且型號也比較多樣，針對不同型號的汽車也制造了相應(yīng)的組裝夾具。因此汽車生產(chǎn)商為了防止汽車模型與組裝夾具型號不匹配，會對不同類型的汽車來制造對應(yīng)的焊接夾具，但是在汽車行業(yè)中并沒有制定焊接夾具的生產(chǎn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，也沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)。但是隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對于汽車車身的焊接夾具也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，保證其具有良好的實(shí)用性。比如在制造夾具機(jī)械傳動裝置時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際焊接需求設(shè)計(jì)簡單容易使用的夾具，以用來對汽車車身的零部件進(jìn)行定位和夾緊，并且對于一些比較常用的工具還要進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 汽車車身工裝設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)汽車車身工裝設(shè)計(jì)方案時，由于很多汽車零車需要安裝的位置并不集中、尺寸也不大，因此在汽車車身工裝設(shè)計(jì)裝配時不能使用平行裝配法，而是應(yīng)當(dāng)先把這些零件裝配好。下面我們將對汽車車身的工裝設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)進(jìn)行具體分析。

3.1 定位基準(zhǔn)

首先是定位基準(zhǔn)的選擇，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)如果沒有選擇好，就會導(dǎo)致汽車車身工裝操作定位的錯誤。大多數(shù)情況下我們是將車身兩側(cè)縱梁上、汽車前輪中心線上的空定為定位基準(zhǔn)孔。

3.2 車身縱梁

定位基準(zhǔn)孔確定后，對于車身的零部件的定位也要準(zhǔn)確。汽車零部件的剛性較強(qiáng)，但在進(jìn)行工裝裝配時需要克服上述問題使用氣動夾緊的方法，不僅裝配效率高，還能夠防止車身再焊接時發(fā)生變形。另外，相關(guān)工作人員還可以對汽車縱梁進(jìn)行準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行夾緊，這樣一來不僅有效防止變形情況的發(fā)生，還能夠提升汽車車身總體的整體美感。比如在汽車車身加工時，使用定位塊對車身左縱梁下翼面及外腹面進(jìn)行定位，這樣起模時比較輕松，后面進(jìn)行裝配時也非常方便。還有車身右縱梁的外腹面和縱梁的內(nèi)腹面，分別可以使用氣缸進(jìn)行定位和用雙頭氣缸進(jìn)行再次夾緊。

3.3 車身橫梁

車身的橫梁定位可以依據(jù)汽車工裝裝配的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如果使用槽型橫梁，那么汽車車身的寬度方向需要依據(jù)縱梁間的寬度。而橫向和縱向，則需要使用L形定位塊進(jìn)行定位，定位結(jié)束以后再進(jìn)行點(diǎn)焊。

3.4 車身板簧支架

主要使用吊耳孔來確定汽車車身的板簧支架的位置

4 車身焊接技術(shù)未來發(fā)展方向

4.1 靈活性的發(fā)展

現(xiàn)如今人們對于焊接自動化的研究程度比較深，也越來越注重電、光和機(jī)械之間的聯(lián)系。將光、電和機(jī)械進(jìn)行融合對于焊接技術(shù)的發(fā)展是非常有益的，不僅焊接更加靈活，精準(zhǔn)度和焊接的整體強(qiáng)度都能夠得到提升。另外，還可以將車身的焊接技術(shù)與微電子技術(shù)聯(lián)合在一起提高車身的焊接技術(shù)和水平，數(shù)控焊接下、焊接工作會更加靈活，使用范圍也比較廣闊，因此數(shù)控焊接將作為我國自動化焊接技術(shù)未來的主要研究方向。

4.2 環(huán)保性的發(fā)展

現(xiàn)如今我國對環(huán)境保護(hù)問題非常重視，各行各業(yè)也都在朝著可持續(xù)發(fā)展方向進(jìn)行變革，因此汽車焊接行業(yè)也應(yīng)順應(yīng)國家要求和發(fā)展需求，朝著環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展方向前進(jìn)，一些容易對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響的因素，比如噪音、污染氣體等，未來汽車焊接都要盡力進(jìn)行消除。除此以外，汽車制造企業(yè)還需要積極引進(jìn)各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)并發(fā)揮外部條件的作用來推進(jìn)汽車焊接自動化技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，汽車焊接自動化系統(tǒng)也將逐漸完善，進(jìn)而保障汽車制造產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

4.3 智能化的發(fā)展

除環(huán)?；酝?，汽車焊接朝向智能化發(fā)展也很重要。因?yàn)槿绻嚭附拥目刂葡到y(tǒng)比較智能呢個，對應(yīng)的工作人員將得到減少，這樣不僅成本投入得到有效縮減，汽車車身的質(zhì)量也具有一定的保障。因此，在以后的研發(fā)和過程中，要對汽車的焊接技術(shù)進(jìn)行多元化的發(fā)展和研究，不斷增強(qiáng)汽車焊接工藝的質(zhì)量和焊接的工作效率。

5 結(jié)束語

綜上所述，汽車車身是一輛汽車的主體部分，倘若車身出現(xiàn)問題、汽車在使用的過程中將會存在很大的安全隱患，因此一定要重視汽車車身焊接工藝和工裝的設(shè)計(jì)，進(jìn)而保障汽車的安全性和穩(wěn)定性。另外，汽車車身焊接工藝與一些普通工藝不同，因此在對焊接工藝進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時，一定要從原則出發(fā)，保障其工藝流程的合理性和安全性，同時還要確保汽車車身的焊接的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

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