車身焊裝缺陷的產生和抑制辦法陸新育

陸伸瑞 韋精玉

摘 要：車身通常由300點～500多個具有復雜空間曲面的薄板沖壓零件，經過各種復雜的工序在生產線上焊裝而成，其中裝夾定位點多達1700～2500個，焊點多達4000～5000個.車身焊接技術是提高整車產品質量和生產效率的關鍵技術，車身焊接質量的優劣對整車質量起著決定性作用.同時，車身對整車產品的設計在藝術美學，人機工程學，燃油經濟性和行駛安全性等方面有重要的影響。

關鍵詞：焊裝;缺陷;抑制辦法

引言：當前車身焊裝工藝中仍然存在著諸多問題。因此，焊裝工藝與技術始終是從業者研究的焦點。對于汽車制造企業而言，誰能夠在焊裝工藝與技術上有所創新與改進，誰就掌握了先進的制造技術，占領了發展的先機。

1 車身 車身裝焊工藝的概述

車身是一個復雜的結構件，它是由百余種、甚至數百種薄板沖壓件經焊接、鉚接、機械聯結及粘接等方法聯結而成的。由于車身沖壓件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳鋼，所以焊接是現代車身制造中應用最廣泛的聯結方式。目前車身車間焊接生產中主要有電阻焊（點焊、縫焊）、電弧焊（手工電弧焊、CO2氣體保護焊）、釬焊（氬氣保護釬焊）等焊接方式。

2 裝焊誤差產生缺陷的原因

汽車裝焊誤差產生的原因有很多， 主要涉及到焊接夾具、零件、焊接操作過程變形幾個方面。對產生裝焊誤差的各方面因素進行合理的、綜合的控制， 即可有效地減小裝焊誤差。

2.1 焊接夾具

在產品設計完成后， 焊接夾具是保證車身裝焊精度的最重要的因素。焊接夾具的作用是保證所屬裝焊零件之間的相對位置和焊接件的尺寸精度， 減少裝焊過程中焊接件的變形， 提高裝焊生產率。焊接夾具主要由定位裝置、夾緊裝置以及夾具底座構成， 裝夾定位和夾緊、焊接和取出構成了整個裝焊的過程。在焊接夾具設計、制造、調整、使用和維護等各個環節都存在著產生裝焊誤差的因素。

2.2 零件

零件尺寸不合格也是造成裝焊誤差的一個原因。所謂零件尺寸不合格是指零件尺寸不符合產品圖紙要求， 即通常說的零件尺寸超差。

有些情況下， 零件的某些尺寸誤差對裝焊所造成的影響也可以通過調整夾具來消除。但在很多情況下， 零件尺寸不合格特別是主要尺寸不合格都會產生裝焊誤差。主要表現為零件無法在夾具上裝夾， 或其它零件之間不貼合， 或接合、過渡不協調，從而造成無法裝焊;有些雖然不影響在夾具上裝焊， 但由于零件之間不協調， 雖然在夾具較大的壓緊力作用下強行貼合、強制點焊在一起了， 但由于產生了較大的強制變形， 從而產生裝焊誤差。故零件的尺寸是應該保證的， 特別是一些重要的裝配孔、裝配面和工藝孔的尺寸是必須嚴格控制的。零件的尺寸誤差主要取決于沖壓模具的設計和制造水平。另外， 由于薄板沖壓件彈性大、剛性小、尺寸穩定性差， 存在一定的可變形性， 即使是合格的沖壓件， 在運輸、操作過程中也很容易產生變形， 因此要采取措施進行控制。國內一些汽車廠主要是采用驗具對一些比較重要的沖壓件的尺寸進行檢查， 也使用三坐標測量儀或其它測量手段。

2.3焊接方法

汽車車身裝焊所采用的焊接方法以電阻點焊為主。電阻點焊為內部熱源， 冶金過程簡單， 且加熱集中， 熱影響區較小， 容易獲得優質接頭。其次是MAG焊和MIG焊。MAG焊中以CO2焊最為常見， 由于電阻點焊焊鉗的可達性比CO2焊槍的可達性差，而有些組焊件的組成結構較為復雜， 接頭形式開敞性差角焊較多， 只能用CO2焊進行焊接。同時對某些板厚相差較大的接頭處和角接、對接以及強度和密封要求較高的連接處， 一般也采用CO2焊來進行焊接或補充焊接。如微型車輛的車架部分零件采用1.2mm一2mm的薄板沖壓件結構， 其組合件主要采用電阻點焊焊接， 而某些部位則需要采用CO2焊進行點固焊和補焊加固。CO2焊由于熱量較大， 對薄板件造成的變形是比較嚴重的， 應盡量限制使用。MIG焊主要是用于車身部分搭接接頭處的補焊和填充焊， 以氫弧焊比較常見。氫弧焊的焊接變形較小， 焊后比較容易打磨以保證外觀質量。

3 抑制辦法

3.1零件配合引起的焊接變形

焊接夾具設計時， 各定位、夾緊裝置在裝夾零件或組焊件時所分配的收縮量和夾緊力與結構實際裝焊中各部位的收縮余量和所需夾緊力并非完全一致， 因此要通過裝焊過程分析對夾具進行調整， 以減小焊接變形。

3.2 操作過程、和方法引起的變形

一個小總成焊好， 從夾具中取出， 再放人另一個夾具中裝焊。在這一系列裝夾取放過程中， 不可避免地會產生一定的變形， 造成裝焊誤差。這種裝焊誤差一般屬于隨機誤差， 要盡量避免。為保證質量，裝焊工作全部在隨行夾具上進行， 當工件裝焊完成后， 工件與隨行夾具一起傳送到下一工位， 全部工作完成后， 工件吊離夾具， 空夾具繼續作用。隨行夾具不僅有利于零、組件定位基準的統一， 而且由于取消了工件重復裝夾取放的過程， 減少了操作過程中所引起的變形， 并加快生產節拍其缺點主要是成本較高， 手工焊鉗在隨行夾具上有些焊點往往達不到。它主要適用于自動化點焊， 可以根據需要部分采用隨行夾具。

3.3 裝焊工藝規范

裝焊時一般是先在夾具上進行定位預焊一些焊點， 然后取出在夾具下完成所有焊點的焊接。定位預焊是使焊件具有一定的工藝剛度和保持零件之間的相互位置， 減小變形。不論是定位預焊還是夾具下點焊都要按照合理的順序進行。在工藝規程上對焊點位置、數量、間距和點焊順序都應明確規定， 并且要求操作者嚴格執行， 從而獲得較小的和穩定的焊接變形。自動化生產線采用機器人焊接或自動焊槍焊接， 不僅手工焊鉗難以點焊的部位可以點焊， 而且焊點的距離均勻， 點焊順序穩定， 能夠最大限度地減小裝焊變形， 并且焊接變形也非常穩定和容易進行控制。

汽車點焊一般采用強規范， 即采用大電流和短時間焊接， 使薄板件的焊接變形較小。對于CO2焊和氫弧焊， 在保證接頭強度和性能的前提下， 應盡量減小焊縫的線能量。無論哪種焊接方法都應采用比較穩定的焊接規范。

4 結語

汽車焊裝工藝就是影響裝焊質量的重要因素，要保證良好的車身裝焊質量， 從產品開發設計直至生產出成品的一系列環節和過程， 都必須進行綜合的控制。只有掌握汽車裝焊內在規律， 不斷學習先進的技術管理方法、質量管理方法和質量檢測手段， 不斷改進和創新有效地控制汽車裝焊誤差， 才能提高汽車裝焊質量。

致謝：論文歷時近一個多月終于完成，雖然在寫作的過程中遇到了較多的障礙與困惑，但都在各個導師與同事的幫助下順利的完成。在此再次感謝我的論文指導導師，若是沒有他不厭其煩的幫助與指導，我根本無法修改與完善這篇論文，此外還要感謝我的各位同事，他們犧牲自己的休息時間來幫我答疑解惑讓我深受感動，再次感謝所有幫助過我的人，希望大家都能順利的完成論文。

作者簡介：

陸新育（1986.09—），男，壯族，廣西柳州人，本科，高級技師，研究方向或從事工作：從事汽車制造研發。