白車身薄板件焊接裝配誤差的研究

張香彬

(天津正平機械新技術(shù)有限公司，天津 300404)

由于科技的發(fā)展，經(jīng)濟的不斷增長，使得消費大幅度增長，特別是在汽車行業(yè)中。世界各國都不想錯過這個賺錢的良機，都想在汽車市場分一塊“大蛋糕”，但是要想分得這塊“蛋糕”就必須得靠自己的技術(shù)，要靠自己的優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，要靠自己的服務(wù)來征服消費者，但這往往不是一個很容易就可以達到的目標(biāo)。而在技術(shù)方面，要數(shù)白車身薄板件焊接裝配最難以克服，因為在汽車生產(chǎn)過程中難以解決車身薄板件焊接裝配誤差，但是車身薄板件焊接裝配誤差卻會導(dǎo)致所生產(chǎn)的車輛的質(zhì)量下滑，另外一個原因就在于沒有科學(xué)的方法來對其進行研究，同時也沒能找到有效地控制措施。

一 白車身薄板件焊接裝配誤差的研究的必要性

制造白車身的時候，白車身的薄板件焊接時的質(zhì)量是與車輛外觀以及性能的好壞成正比的。眾所周知，白車身薄板件的剛度性能相對而言是比較差的，所以在焊接白車身薄板件的時候很難使得配件的精度達到要求，同時還會產(chǎn)生很大的誤差。所以我們必須要針對白車身薄板件焊接裝置出現(xiàn)的誤差進行深層次的研究與分析，而且還要做出科學(xué)性研究，找出影響精度的因素，從而找到解決方案。

因此，在當(dāng)前注重質(zhì)量、成本等綜合能力的國際市場環(huán)境下，只有在設(shè)計階段就對產(chǎn)品制造及裝配尺寸偏差進行管理，才能建立起高效、精確的制造質(zhì)量管理體系，提高轎車生產(chǎn)企業(yè)競爭力;通過以下兩個方法可以實現(xiàn)車身裝配質(zhì)量精量化:一是閉環(huán)的信息反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)邊制造邊檢測，并將制造信息實時反饋給設(shè)計部門;二是在產(chǎn)品設(shè)計過程中就開始對產(chǎn)品的制造性和裝配性進行分析與模擬，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前對產(chǎn)品的制造質(zhì)量進行控制，提前消除可能產(chǎn)生問題的地方，保證裝配過程的穩(wěn)定性和可靠性。

二 白車身薄板件焊接裝配誤差的來源

在焊接白車身的薄板件裝置時出現(xiàn)的誤差來源是非常廣泛的，從生產(chǎn)之前的設(shè)計、材料質(zhì)量好壞的選擇以及到下線前的組裝。例如在設(shè)計產(chǎn)品的時候，因為零件自身在制造的時候會存在相應(yīng)的誤差，那么在拼接、組裝的時候?qū)霈F(xiàn)更大的誤差。此外，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計同時也是產(chǎn)生誤差的一個方面。本文主要介紹四個容易產(chǎn)生誤差的方面，因為在許多誤差來源較多時，我們要分清主次。這四個方面主要分別是板件之間的誤差;焊裝工具誤差;在焊裝的時候出現(xiàn)的誤差;焊裝后回彈產(chǎn)生的誤差［1］。

第一，板件誤差。板件誤差是焊接后裝配件產(chǎn)生誤差的主要源頭。首要的是板件出現(xiàn)的偏差會使得板件無法在焊接夾板工具上安裝，必須要經(jīng)過修改之后才能焊接飽滿。或者是在夾緊力作用下強行安裝會導(dǎo)致物件的變形。其次。板件在接合面的偏差會導(dǎo)致板件在夾具上裝配后接合面無法貼合。導(dǎo)致在焊接后由于板件的相互作用力使得裝置配件誤差產(chǎn)生。

第二，焊裝夾具誤差。焊裝夾具設(shè)計的是否合理和制造精度是否達得到要求直接會導(dǎo)致白車身薄板件焊接裝配產(chǎn)生誤差。焊接工具的誤差主要是面內(nèi)以及面內(nèi)出現(xiàn)的誤差。面外的誤差多數(shù)發(fā)生在最大柔性方向上從而使得裝置的零配件精度降低。面內(nèi)誤差多發(fā)生在垂直方向，對誤差的影響較小，一般可以忽略。

第三，焊裝過程誤差。焊裝過程誤差有兩種誤差，一種是焊接引起的變形，另一種是焊接位置移動引起的誤差，影響因素主要包括焊接工藝、焊接方法和焊接規(guī)范等方面。多采用先定焊后長焊的方法。對于定焊來說，它的數(shù)量以及位置都會對裝置配件產(chǎn)生一定的誤差;白色車身多數(shù)會采用點焊接的方式，原因在于用此種方法產(chǎn)生的熱量相對于來說是很少的，會使得板件變形的概率也是很小的;在焊接的時候電流的大小也是會影響焊接質(zhì)量。

第四，板件回彈。松開夾具，板件因為力的作用會回彈，從而引起變形．這是產(chǎn)生誤差的眾多原因中最直接原因，尤其要引起我們的注意，我們最好對其進行提前預(yù)防。

總之，在焊接裝置零配件的時候最主要的誤差是板件之間的誤差——它對于裝置零配件的精度以及成品質(zhì)量好壞的影響是非常巨大的，同時，板件回彈時便是產(chǎn)生最終偏差最主要的原因。

三 白車身薄板件焊接裝配誤差的研究方法

自從第一輛車出現(xiàn)，人們就想找到一種科學(xué)有效的研究方法來對白車身薄板件焊接裝配誤差進行研究，比如極限公差法、RSS法或蒙特卡羅模擬法等誤差分析方法，但是這些方法都是先天不足，它們在分析柔性薄板件焊接裝配誤差時與現(xiàn)實有較大的出入。后人將工程結(jié)構(gòu)模型和統(tǒng)計方法結(jié)合起來，提出有限元方法和影響系數(shù)方法，美中不足的是所用模型是一維彈性模型，在現(xiàn)實應(yīng)用中有一定的限制。一直到吳一民先生提出有限元以及隨機數(shù)的方法后對于焊接出現(xiàn)的誤差才能得以進行深層次的分析，發(fā)展到現(xiàn)在，白色車身薄板件在焊接時出現(xiàn)的誤差才能有科學(xué)的研究方法。

四 白車身薄板件焊接裝配誤差的控制方法

通過以上影響裝焊質(zhì)量的主要原因分析可以得出;汽車在正式生產(chǎn)前必須把影響薄板件焊接裝配質(zhì)量的因素排除在外，盡量提高白車身薄板件焊接裝配質(zhì)量，減小薄板件焊接裝配的誤差。

第一，盡量采用整體沖壓件。在沖壓工藝的許可的情況下應(yīng)量減少車身零件的分塊，尤其是對尺寸有較高要求的零件。在整體沖壓件的條件下可以降低在匹配車身時產(chǎn)生的誤差以及變形。而且沖壓件的結(jié)構(gòu)和焊接的接頭設(shè)計也要合理，如此才能確保定位焊接的精度，從而減小焊接誤差。采用整體沖壓件，車身的零件簡潔明了，整個零件沒有焊接，自然也就沒有了焊接裝配誤差，從根本上解決了焊接裝配誤差。

第二，在科學(xué)研究下考慮焊接裝置方法。在滿足汽車結(jié)構(gòu)性能的條件下，焊接時的接頭最好是采用電阻電焊方法，這樣可以減少焊接變形，除此以外，接頭的設(shè)計是滿足操作要求的。當(dāng)剛度和強度達到標(biāo)準(zhǔn)時，要盡可能的減少焊接點的數(shù)量，可以從根本上降低焊接變形。

第三，注意對焊接工具的調(diào)試。因為車身的焊接工具在制造上面本身就存在尺寸長度誤差，所以在車身生產(chǎn)之前都必須用工具調(diào)試，看是否滿足焊接時的精度要求。在調(diào)試過程中，只要發(fā)現(xiàn)影響到車身的后續(xù)工藝時要及時對其進行調(diào)整。在車身焊接時出現(xiàn)的變形會使得零件尺寸達不到要求。所以必須保證車身在焊接的時候不能有很大的變形，車身的質(zhì)量才能夠確定[2]。

第四，為了防止車身焊接裝配的變形，最好采用電阻點焊。由于電阻電焊是內(nèi)部熱源，再加上在焊接過程中使用簡單而且熱量集中，非常利于焊接，得到優(yōu)質(zhì)的接頭的可能性也升高了。

第五，使用前沿的設(shè)備來預(yù)防變形。國外的車身焊接大多是使用機器人來進行的。采用機器人焊接不單單在焊點的時候可以達到均勻的要求，并且焊接的速度也是穩(wěn)定的，工作效率會大大提高，可以最大幅度的減少車身的變形。

第六，要嚴(yán)格遵循工藝流程，以防車身在焊接的時候產(chǎn)生的變形。在生產(chǎn)的過程中必須要制定出相應(yīng)的確切工藝 流程，并且在這個流程下嚴(yán)格按照要求進行生產(chǎn)。

五 總結(jié)

未來汽車市場的潛力不可估量，因為不管社會多么發(fā)達，我們都無法離開汽車，只不過隨著社會的進步，人們對生活的要求和品位會不斷提高，因此白車身薄板件焊接裝配誤差的研究是沒有止境的，上面提到的的六種控制方法是目前最有用也是最有效的方法，希望這些方法對我國的汽車制造業(yè)有所幫助，能幫助我國汽車生產(chǎn)企業(yè)在不久的未來占據(jù)更多的汽車市場份額，獲得更大的利益。

[1]邢彥鋒，金隼，來新民，陳關(guān)龍;基于徑向函數(shù)的響應(yīng)面法在薄板裝配夾具設(shè)計中的應(yīng)用[J];計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2009年01期

[2]胡敏，來新民，林忠欽，陳關(guān)龍，于干頻，祝俊皓，周立波;車體多柔性件裝配的誤差分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2009年10期

[3]向華平;基于邊界拓撲轉(zhuǎn)化的四面體與六面體網(wǎng)格動態(tài)連接技術(shù)[J];安徽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

[4]楊義，鄭錚，李錚，陳宇曉;有源光纖環(huán)脈沖復(fù)制器系統(tǒng)誤差分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2008年05期