白車身焊點外露問題的研究及優(yōu)化

閔宗盼 唐立宇

摘 要：汽車質(zhì)量缺陷的可見性一直是影響汽車美觀的重要影響因素。其中包括老鼠洞，see though，間隙的目視差異性等。本文通過側(cè)圍焊點外露問題的介紹，從車身，沖壓結(jié)合尺寸工藝方面進行了分析，并提出了改進方案。該方案為白車身的焊點外露提供了突破口和借鑒素材，對于提高白車身的外觀質(zhì)量有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：側(cè)圍分總成 后蓋分總成 焊點 工藝 優(yōu)化

1 引言

隨著中國汽車消費市場的日趨成熟，整車可見性質(zhì)量逐漸成為消費者關(guān)注的重點。不同的視角看到整車局部區(qū)域的外觀缺陷會一定程度影響購車者的購買欲望。由于后蓋是駕駛員常會使用或者看到的部件，比較引人注目，側(cè)圍區(qū)域的焊點不能被后蓋完全遮蔽，其暴露狀態(tài)直接影響著消費者對于整車外觀質(zhì)量的感官體驗。同時，焊點的外露在可見性質(zhì)量上難以接受，而整車焊點成千上萬，解決它對于提升整車的外觀質(zhì)量有著重要的意義。

2 問題定義

在車輛的造型開發(fā)階段，出現(xiàn)了側(cè)圍焊點外露問題。即后蓋關(guān)閉狀態(tài)下，沿著一定角度可以明顯看見側(cè)圍外板落水槽處的焊點（見圖1），使得尾部整體外觀質(zhì)量有一定程度的下降。在造型階段，尚沒有實物，車型更多停留在數(shù)模層面的狀態(tài)，為更加直觀立體的感受該缺陷狀態(tài)，利用特殊材質(zhì)仿照后蓋和側(cè)圍配合的局部區(qū)域數(shù)據(jù)制作了樹脂模塊，用直徑8mm的圓形紅標簽紙代替焊點黏貼在仿制的側(cè)圍樹脂模塊上。評審人員通過一定角度觀察紅標簽紙是否可見進而評判側(cè)圍外板落水槽區(qū)域的焊點可見性。該方法也被稱為TTM評估法。

3 問題分析

3.1 側(cè)圍焊點位置分析

調(diào)入白車身數(shù)模及焊點信息數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該車型的側(cè)圍焊點離側(cè)圍上表面的距離數(shù)值所示，從前至后依次是9.8mm，10.6mm，9.9mm，10.5mm，13.8mm?；揪S持在10mm左右，且側(cè)圍與與后蓋gap的normal值是3mm，公差為+/-0.75mm。假設(shè)焊點目視角度為α，如圖2所示，tanα=h/3，其中h暫定為焊點與側(cè)圍上表面的垂直距離。通過該公式可知，在側(cè)圍與后蓋C/C向間隙一定的情況下，h值越大，即焊點越深，α值也越大，焊點可視的難度也越大。倘若h值一定，后蓋與側(cè)圍的C/C向間隙可變，則當C/C向間隙越大時，α值越小，焊點可視的難度則越低。由于后蓋與側(cè)圍的間隙有公差要求，為確保焊點在最為惡劣的情況下依然無法可見，可假設(shè)后蓋與側(cè)圍在C/C向間隙最大時，即走上公差達3.75mm時，通過公式去推導(dǎo)滿足條件的h值，也就是焊點的焊接深度。通過公式可知，當焊接深度為8mm時，人眼65度斜視，焊點才可見，焊接深度為14mm時，人眼75度斜視，焊點才可見，依此類推，所得出的焊接深度值可以為焊點遮蔽提供一個參考值。以上所述是基于后蓋與側(cè)圍在U/D向齊平的前提下提出的，實際情況下，后蓋常會低于側(cè)圍，焊接深度的有效遮蔽高度會有所降低，焊點會更加容易被看到。

根據(jù)以上分析，同時對標了其他兩款已投產(chǎn)的類似結(jié)構(gòu)車型，發(fā)現(xiàn)側(cè)圍焊點離側(cè)圍上表面距離都達到20mm，遠大于該款車型的10mm距離。且該兩款車型都沒有被評估有出現(xiàn)側(cè)圍焊點外露缺陷。對標車型的焊接深度20mm結(jié)合以上公式所得的焊點目視角度可作為后續(xù)方案制定的著力點。

3.2 后蓋與側(cè)圍的面差分析

該車型的后蓋與側(cè)圍面差匹配情況是后蓋整體比側(cè)圍偏低，其中前端后蓋低3.5mm，后端后蓋低1mm，前端到后端型面漸變，一致性達2.5mm，漸變明顯，且面差的公差是+/-0.75mm。由此，結(jié)合焊點位置可知，最差狀態(tài)時（側(cè)圍與后蓋gap為3.75mm），前端焊點在目視角度α>=60時就能被看見，即前端焊點外露風(fēng)險大。

對標其他兩款已投產(chǎn)且無該缺陷的類似結(jié)構(gòu)車型，發(fā)現(xiàn)側(cè)圍與后蓋面差匹配漸變很小，一致性都小于1mm，且后蓋低于側(cè)圍都不大于1.5mm，與該款車型后蓋前端低于側(cè)圍3.5mm相差較大。

之前的公式是基于后蓋與側(cè)圍在U/D向齊平的前提下提出的，結(jié)合對標車型的后蓋與側(cè)圍面差結(jié)果更加證實了后蓋越低于側(cè)圍，側(cè)圍焊點焊接深度的有效性就越差，其遮蔽性也越差，焊點越容易看見，反之亦然。

3.3 焊接深度的有效性分析

根據(jù)前面后蓋與側(cè)圍的面差及焊點位置的分析可知，在后蓋與側(cè)圍的C/C向間隙保持一定的情況下，焊接深度越有效，其焊點可視性越差。即側(cè)圍上的焊點距離較近的焊接平面距離越遠，焊點越難看見。依此推論，對標了兩款已投產(chǎn)且有類似結(jié)構(gòu)焊點不可見車型的有效焊接深度。發(fā)現(xiàn)該款車型的焊接有效深度從前往后依次遞增，由9mm逐漸過度到14mm。另外兩款車型的焊接有效深度都在17至21mm，遠大于該款車型最大的14mm有效深度。該分析結(jié)論將為正確的制定解決方案提供有效的幫助。

4 解決方案

4.1 制作凸臺結(jié)構(gòu)

根據(jù)之前的分析，要使得側(cè)圍外板上的焊點不可見，若焊接深度不變，可以減小側(cè)圍外板與后蓋之間的距離，考慮到他們之間的gap是基于最優(yōu)競爭車型而制定的，不能進行改變，但是可以單純將焊點所在平面凸起，間接減小側(cè)圍外板與后蓋可視寬度的距離。比如，將側(cè)圍翻邊沖壓成step（凸臺）結(jié)構(gòu)，焊點位置不變，起到后蓋遮蔽焊點的效果。但考慮到涂膠漏水問題，前段臺階see through 問題以及交刀槽后端若全部做凸臺，會造成鈑金開裂，過渡不順，故只將側(cè)圍中間3個焊點區(qū)域沖壓出凸臺結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

橫向?qū)肆似渌鼛卓钜淹懂a(chǎn)且具有類似結(jié)構(gòu)的項目。發(fā)現(xiàn)凸臺的厚度基本都在2.0mm左右，凸臺上邊緣的切邊至側(cè)圍外板上邊緣切邊的距離在7mm左右，故該款車型的凸臺厚度可以參考2mm，凸臺沖壓深度可以參考7mm，起到有效提升凸臺遮蔽焊的效果。

根據(jù)方案優(yōu)化的數(shù)模結(jié)構(gòu)制作出TTM，各相關(guān)部門進行評估，增加凸臺結(jié)構(gòu)后，焊點外露有較大程度改善，但還需進一步優(yōu)化。

4.2 焊點位置下移

第一輪改進后，根據(jù)tanα=h/3公式可知，要想明顯的解決焊點可視問題，增加焊點的有效深度才是關(guān)鍵。將側(cè)圍前端第一個焊點在原有基礎(chǔ)上再下移9mm，使得其到側(cè)圍上表面距離達到18.5mm。側(cè)圍翻邊中間3個焊點位置繼續(xù)下移5mm。最后一個焊點下移7mm。按照焊點下移量重新制作study數(shù)模，如圖4所示。

根據(jù)更新的數(shù)模制作TTM，各相關(guān)部門再度進行評估，在凸臺增加的基礎(chǔ)上把焊點位置下移后，焊點外露有很大程度改善，效果被一致認可接受，作為焊點的紅色圓形標簽紙難以再被看見。

5 結(jié)語

以上針對側(cè)圍焊點外露問題的分析，其根本原因在于焊點離最近遮擋表面U/D距離較短。根據(jù)各個平臺車型類似結(jié)構(gòu)的對標可知，在設(shè)計階段需要明確焊點位置， 側(cè)圍上的焊點距離較近的遮蔽平面（側(cè)圍/后蓋）的距離>=16mm。對于焊點位置已經(jīng)不可更改的項目，可以通過在側(cè)圍沖壓出2mm高，深度>=7mm的凸臺結(jié)構(gòu)，優(yōu)化焊點外露缺陷，從而提高整車尾部區(qū)域的美觀程度。白車身其它部位的焊點外露問題也可以以此為參考，找到突破口進行結(jié)構(gòu)和工藝上的優(yōu)化，進而提升白車身整體的外觀質(zhì)量。

參考文獻：

[1]蔣解清，白車身焊接質(zhì)量控制研究[D].湖南大學(xué)，2012.

[2]唐遠志，向雄方.汽車車身制造工藝. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.