淺談汽車車身的焊接工藝設(shè)計

李國義

摘要：本文首先對汽車車身焊接工藝設(shè)計的基礎(chǔ)條件，即產(chǎn)品相關(guān)資料以及工廠設(shè)計主要參數(shù)進(jìn)行了闡述，然后結(jié)合目前汽車車身焊接工藝設(shè)計的實際狀況，從產(chǎn)品拆分等四個方面，對其進(jìn)行了具體的分析，以期能夠促使汽車車身焊接工藝設(shè)計水平的進(jìn)一步提升，提高汽車車身的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽車車身；焊接工藝；工藝設(shè)計

經(jīng)濟(jì)和社會的迅速發(fā)展，促使汽車成為人們生產(chǎn)生活中最主要的交通工具之一。而汽車車身的焊接工藝水平直接影響著汽車車身以及汽車的整體質(zhì)量。為了獲得更好的汽車車身焊接工藝效果，提高汽車的質(zhì)量，重點關(guān)注汽車車身的焊接工藝設(shè)計，并對其進(jìn)行深入的分析和研究就尤為重要。

一、汽車車身焊接工藝設(shè)計的基礎(chǔ)條件

（一）產(chǎn)品相關(guān)資料

產(chǎn)品相關(guān)資料主要包括四個方面。第一，數(shù)模，即產(chǎn)品的數(shù)字模型。只有利用專業(yè)的三維軟件，從產(chǎn)品的數(shù)字模型中整理出所需的數(shù)據(jù)，才能夠進(jìn)行下一步的設(shè)計工作。通常來說，在汽車車身焊接工藝設(shè)計的時候，把相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)字模型進(jìn)行整合和裝配，不僅能夠獲得整車模型，進(jìn)而了解汽車車身所需零部件的規(guī)格以及裝配部位，而且還能夠得出包括沖壓件以及分總成在內(nèi)的視圖或者剖面圖等，從而為汽車車身焊接工藝設(shè)計水平的提升提供基礎(chǔ)性保障。第二，完整的產(chǎn)品設(shè)計圖紙。結(jié)合圖紙，對焊接工藝方案進(jìn)行認(rèn)真、詳細(xì)、具體的設(shè)計和構(gòu)建，才能夠保證焊接工藝設(shè)計效果更好的實現(xiàn)。第三，樣車以及樣件。在對汽車車身焊接工藝進(jìn)行具體設(shè)計之前，必須明確汽車車身的實際生產(chǎn)情況，比如整車車身總成以及沖壓件等。第四，產(chǎn)品零部件的明細(xì)表。該明細(xì)表中，除了應(yīng)該涵蓋部件和沖壓件的名稱以及相應(yīng)編號之外，還要具體包括沖壓件的數(shù)量以及標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸等詳細(xì)信息。在汽車車身焊接工藝設(shè)計的過程中，必須擁有上述四項產(chǎn)品資料中前三項的一種，然后從中推測出所需的第四項內(nèi)容。若僅擁有第四項產(chǎn)品零部件明細(xì)表，就必須在車身的拆解和研究工作中，投入更多的精力。

（二）工廠設(shè)計主要參數(shù)

工廠設(shè)計參數(shù)主要有七點。一是年產(chǎn)量。二是年時基數(shù)。其中具體包括生產(chǎn)的班次以及生產(chǎn)線的效率等。三是自動化水平。四是生產(chǎn)線的工藝水平要求。五是以設(shè)備和材料為代表的相關(guān)選用原則。六是公用動力介質(zhì)的具體參數(shù)以及周邊的環(huán)境信息。七是生產(chǎn)線所在廠房的主要資料，具體包括柱頂標(biāo)高和電力供應(yīng)情況等[1]。

二、汽車車身焊接工藝設(shè)計的具體分析

（一）產(chǎn)品拆分

產(chǎn)品的拆分是汽車車身焊接工藝設(shè)計的重點。產(chǎn)品拆分就是將汽車車身拆分為地板、門、頂蓋和前、側(cè)、后圍等幾個部分。一般來說，相同類型車身的分塊是基本一致的。然而，在實際的焊接過程中，受到拆分形狀以及大小等方面的影響，連接的順序以及方法是千差外別的。所以，必須在科學(xué)拆分的基礎(chǔ)上，結(jié)合拆分的具體情況，選擇不同的連接方式，提高連接方式的正確性和科學(xué)性，從而盡可能地提升焊接的質(zhì)量，保證尺寸以及生產(chǎn)節(jié)拍的準(zhǔn)確度和合理性。比如，在對汽車車身的順序、形狀以及大小等方面進(jìn)行綜合的分析和研究之后，以整體觀來對汽車車身進(jìn)行科學(xué)的拆分。如下車身具體包括縱梁和地板；主車身具體包括輪罩以及側(cè)圍內(nèi)板骨架；而側(cè)圍則除了包括A、B、C柱與門檻之外，還包括必不可少的側(cè)圍外板等。在完成上述步驟之后，需要實施整車合車，并對極易損壞的車門和引擎蓋、后備廂蓋進(jìn)行裝配，同時結(jié)合規(guī)格以及生產(chǎn)節(jié)拍方面的實際需求，完成各部分總成的深入拆解。

（二）凸焊工藝

凸焊工藝的關(guān)鍵就是重視螺母規(guī)格和板材厚度的選擇，提高二者的匹配度。一般情況下，板材的厚度隨著螺母規(guī)格的增加而增加，而當(dāng)板材厚度逐漸增加的時候，所需的焊接參數(shù)也隨之提高。如果板材厚度與螺母規(guī)格不相匹配，就會導(dǎo)致問題的發(fā)生。比如，當(dāng)螺母規(guī)格較大，卻選擇厚度較小的板材的時候，既會導(dǎo)致板材過燒，又會增加螺母的負(fù)荷，同時由于板材的承受載荷的能力過小，致使失效狀況的發(fā)生。反之，當(dāng)螺母的規(guī)格較小，卻與厚度過大的板材相互匹配的時候，為了達(dá)到焊透板材的效果，一定程度上會增加參數(shù)，從而導(dǎo)致螺母過燒，出現(xiàn)變形以及損壞的現(xiàn)象。因此，在汽車車身焊接工藝設(shè)計的過程中，必須要重視螺母規(guī)格和板材厚度選擇的科學(xué)性，根據(jù)實際狀況，對二者進(jìn)行選擇和匹配。如M5規(guī)格的螺母與厚度為0.7毫米至1.2毫米的板材相匹配；M6規(guī)格的螺母與厚度為1.0毫米至1.5毫米的板材相匹配等[2]。

（三）點焊工藝

在點焊工藝設(shè)計過程中，為了確保工藝發(fā)揮真正的作用，首先就要加強(qiáng)零件板厚的管控。無論是板材厚度超出需要，還是出現(xiàn)搭接層數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)的問題，又或是板材厚度過小，都會影響點焊的效果。前兩者會對焊透造成阻礙，后者會提高焊點燒穿的概率。所以，必須在設(shè)計的時候，科學(xué)的管控零件厚度。假如零件單層板厚是0.7毫米至3.2毫米之間，那么就需要將焊板層數(shù)控制在四層以下。另外，還要確保搭接板厚度比維持在1：3之下，從而避免融合偏移現(xiàn)象的發(fā)生，保證焊接強(qiáng)度到達(dá)實際的需要。與此同時，重視搭邊寬度以及焊點的確定也是點焊工藝設(shè)計的重中之重。這主要是由于搭邊尺寸過小，不僅會導(dǎo)致板材金屬化，而且會對焊接操作造成負(fù)面影響，降低車身的整體強(qiáng)度；反之，尺寸過大，不符合節(jié)約成本的目的，也會導(dǎo)致車身重量的增加。而焊點的確定，主要指的是焊點間距的確定。只有提高焊點間距的科學(xué)性和合理性，才能夠?qū)崿F(xiàn)提升汽車車身焊接工藝質(zhì)量的目標(biāo)。

（四）保護(hù)焊工藝

汽車車身焊接工藝設(shè)計效果與保護(hù)焊有著直接的關(guān)系。在汽車下車身以及底盤零件中，保護(hù)焊的應(yīng)用是較為頻繁的，它能夠有效地提高汽車車身的強(qiáng)度，保證汽車的質(zhì)量。而氣保焊工藝是一種通過二氧化碳，來充當(dāng)保護(hù)氣體，進(jìn)而實現(xiàn)焊接目的焊接方法。在汽車車身焊接工藝的應(yīng)用過程中，主要由機(jī)器人進(jìn)行氣保焊的具體操作。因此，必須在設(shè)計的過程中，通過強(qiáng)化工藝參數(shù)的設(shè)置，以及確保工裝夾具的平衡性和穩(wěn)定性，來促使焊接工藝水平的提升[3]。

三、結(jié)束語

汽車車身的焊接工藝設(shè)計不僅關(guān)系到汽車車身的質(zhì)量，而且影響著汽車行業(yè)的發(fā)展。所以，必須認(rèn)識到汽車車身焊接工藝設(shè)計的重要性，同時結(jié)合現(xiàn)階段汽車車身焊接工藝以及實際生產(chǎn)力的狀況，對汽車車身焊接工藝設(shè)計進(jìn)行深層次的分析，掌握其中的重要環(huán)節(jié)，推動其進(jìn)一步的發(fā)展和革新。