汽車車身的焊接工藝設(shè)計

劉春光

摘 要：焊接是汽車車身制造四大工藝之一，焊接白車身的質(zhì)量在很大程度上決定著整車質(zhì)量。因此，在我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，要想提升汽車車身的整體質(zhì)量和使用性能，應(yīng)當對汽車車身的焊接工藝進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車身焊接質(zhì)量，提升汽車的整體性能。焊接質(zhì)量既與前期工藝設(shè)計開發(fā)過程相關(guān)，也跟量產(chǎn)后的質(zhì)量控制密不可分。設(shè)計開發(fā)的好的焊接工藝性是焊接質(zhì)量保證的前提。文章主要是對汽車車身的焊接工藝設(shè)計開發(fā)為主，對其相關(guān)的工藝設(shè)計要點進行了簡要的分析和闡述，希望對我國汽車行業(yè)的發(fā)展，給予一定程度上的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：汽車車身；焊接工藝；設(shè)計形式

1 汽車車身的焊接工藝的設(shè)計要素

（1）汽車模型設(shè)計。一般情況下，汽車制造行業(yè)在汽車模型構(gòu)建的過程中，經(jīng)常采用UG、CATIA、Pro-E等三維軟件進行構(gòu)建，從而獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。在汽車車身的焊接過程中，整車模型主要是利用數(shù)模裝配組成的，在軟件中可以獲得汽車車身結(jié)構(gòu)的大小，以及各個零件之間的相關(guān)參數(shù)。（2）樣件、樣車。在汽車車身的焊接過程中，試制人員應(yīng)當對汽車車身的生產(chǎn)工藝進行全面的了解，其中包括了汽車車身分總成、沖壓件等各個方面的內(nèi)容。（3）設(shè)計圖紙。開發(fā)人員應(yīng)當編制完善的焊接工藝方案，這樣可以為汽車車身的焊接工藝的實現(xiàn)提供了重要的技術(shù)支持。（4）零件明細。在汽車車身的焊接過程中，工作人員應(yīng)當對各個部分的零部件，進行全面的記錄，其中包括有：汽車車身各個部件的編號、名稱、標準件的數(shù)量、規(guī)格等個方面，這樣在零件查找和制造過程中，可以提供了重要的參考依據(jù)。

2 汽車車身的焊接工藝設(shè)計分析

2.1 車身部件的拆解

汽車車身部件的拆解是汽車車身的焊接工藝設(shè)計中非常重要的組成部分，主要是對側(cè)圍、后圍、頂蓋等各個總成零件，進行合理的工藝劃分。但是，在劃分的過程中，由于形狀和大小的不一致，所以在連接工藝實現(xiàn)的過程中，也會存在著一定程度上的差異性。因此，在汽車車身劃分的過程中，就是要針對其差異性，制定合理的連接形式，這樣才能在最大程度上保證了汽車車身的焊接質(zhì)量、尺寸精度及生產(chǎn)節(jié)拍。例如：在汽車車身焊接的過程中，應(yīng)當按照其順序、大小、形狀等的差異性，進行全面的劃分：由縱梁、地板組成下車身；由輪罩、側(cè)圍內(nèi)板骨架組成主車身；由A柱、B柱、C柱、門檻及側(cè)圍外板組成左右側(cè)圍；然后進行整車合車，最后安裝四門兩蓋。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行進一步的拆解。

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，會造成板材過燒，而且大規(guī)格螺母需要承受較大的載荷，板材過薄，無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)，往往會造成螺母過燒，螺母變形，螺紋損壞，那么怎么選擇比較合理呢？經(jīng)過多年研究總結(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，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，對之前工序凸焊的螺母或螺栓，進行全面的防錯檢查，避免缺失造成整車功能性的缺陷。

（4）焊接設(shè)備的選擇。對有鍍層的標準件或板材的凸焊工藝，盡可能選擇中頻凸焊機，減少電網(wǎng)波動帶來的影響。另外，在每一個分氣管附近增加儲氣罐，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)驗數(shù)據(jù)時，應(yīng)注意盡可能采用硬規(guī)范，即大電流、短時間。在調(diào)節(jié)參數(shù)時，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 點焊工藝

（1）零件板厚的控制。點焊工藝首先是要保證焊點強度，板材過厚或搭接層數(shù)過多，點焊很難焊透，板材過薄，則焊點容易燒穿，這都會影響到焊接強度，進而影響整車的剛度。因此，在點焊工藝設(shè)計過程中，必須對其零件的厚度，進行有效的控制，使工藝得以實現(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1：3，否則會出現(xiàn)熔核嚴重偏移，對焊接強度極其不利。

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

（3）焊點可達性。再好的設(shè)計工藝實現(xiàn)不了也是枉然，焊點可達性是在做點焊開發(fā)設(shè)計時需要考慮的重要因素。零件的焊點位置是否焊槍可達到，結(jié)構(gòu)是否是開敞的，與周邊零件的型面或翻邊距離是否過近，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)計也是一個必須考慮到的因素，尤其是采取手工焊接，有些角度根本無法操作，最好是能設(shè)計在X/Y/Z平行平面上，如果實在不可避免，在同一個零件搭接焊點盡可能選在相近的角度。

2.4 保護焊工藝

保護焊是汽車車身的焊接工藝設(shè)計中非常重要的組成部分，主要應(yīng)用在下車身和底盤零件，是車身強度的重要保證。氣保焊工藝是利用CO2作為保護氣體的氣體保護電弧焊。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，一般用于汽車氣保焊是采用機器人焊接。只要工藝參數(shù)設(shè)置合理，工裝夾具穩(wěn)定，機器人氣保焊很容易收到良好效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文對汽車車身焊接工藝的一些要點和設(shè)計形式，進行了簡要的分析和闡述，只有對汽車車身的焊接工藝形式進行深入的了解，在工藝設(shè)計開發(fā)過程進行全面的考慮，才能保證汽車車身的焊接質(zhì)量能夠達到理想效果。

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