童偉昌

（上汽通用五菱汽車股份有限公司整車制造部，廣西柳州545005）

車身裝焊誤差產(chǎn)生的主要因素，有產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝夾具設(shè)計(jì)和維護(hù)、零部件尺寸穩(wěn)定和人為操作過程等4個(gè)方面。本文主要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝夾具設(shè)計(jì)和維護(hù)、零部件尺寸控制這3個(gè)方面進(jìn)行闡述，并結(jié)合上汽通用五菱汽車股份有限公司的實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。

1 白車身裝焊誤差產(chǎn)生的原因分析

1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面

目前，五菱公司的很多分總成零件，都是由不同的零件拼焊而成（如表1所列）。由于這些零件自身的制造誤差、拼臺(tái)誤差等難以避免，就造成裝配過程中出現(xiàn)更大的疊加誤差。另外，過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和型面設(shè)計(jì)，也是誤差產(chǎn)生的一個(gè)重要原因。

表1 由零件拼焊而成的總成零件實(shí)例表

1.2 工裝夾具方面

工裝夾具是保證車身焊接裝配精度的最重要因素。焊接夾具的作用，是保證所屬焊接零件之間的相對(duì)位置和焊接的尺寸精度，減少焊接過程中的變形，提高生產(chǎn)效率。焊接夾具主要由定位裝置、夾緊裝置以及夾具底座構(gòu)成，零件放置、裝夾（定位和夾緊）、焊接和取出構(gòu)成了整個(gè)焊接的過程。在焊接夾具調(diào)整、使用和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都存在產(chǎn)生誤差的因素。

（1）夾緊方式的影響。零件的夾緊方式，一般采用氣動(dòng)夾緊和手動(dòng)夾緊兩種。采用氣動(dòng)夾具，生產(chǎn)效率高，避免因夾不到位或漏夾而造成焊接的誤差大；手動(dòng)夾緊效率低，僅適用于用于一些輔助的夾緊。但在汽車生產(chǎn)企業(yè)里，采用手動(dòng)夾緊的焊接夾具還很多，而且夾具失效、廢棄不用的現(xiàn)象也普遍存在。在裝夾過程中，夾緊的順序很重要，一般是下面的零件先壓緊，上面的零件后壓緊；重要的零件和主要定位先壓緊，非重要的零件和次定位后壓緊。但在生產(chǎn)中，使用焊接夾具進(jìn)行焊接操作時(shí)，存在工人不能完全按標(biāo)準(zhǔn)化正確地掌握夾具的使用方法、要求以及為了使用方便等原因，難免存在夾具使用不當(dāng)，造成零件定位不準(zhǔn)或壓緊不到位等現(xiàn)象，導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。有的夾具在壓緊時(shí)，壓緊裝置的壓塊把零件壓變形或壓不到零件。這很大程度上嚴(yán)重影響了車身的裝焊質(zhì)量。另外還有一方面，就是不用焊接夾具，直接用手扶正來焊接，如前門鉸鏈加強(qiáng)板的焊接，將零件放在前門內(nèi)板，對(duì)齊鉸鏈的孔點(diǎn)焊，這就容易造成鉸鏈相對(duì)位置變化，以至前門難調(diào)整。這些都是在使用上造成焊接誤差的因素。

（2）調(diào)整或更改拼臺(tái)的影響。在焊接夾具設(shè)計(jì)出來后，由于各種原因，在拼焊零件時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問題，雖然查出是零件尺寸有問題或者幾個(gè)供應(yīng)商的零件尺寸不一致，但往往零件型面復(fù)雜，不易修改模具，通常是通過調(diào)整、更改拼臺(tái)來解決問題，如果對(duì)夾具進(jìn)行某些調(diào)整，只是應(yīng)急，零件合格后還要還原。但有的工程師把這臨時(shí)的調(diào)整當(dāng)成長(zhǎng)期措施來執(zhí)行，就造成了拼臺(tái)偏離了原設(shè)計(jì)要求，改動(dòng)越多，誤差越大。通常前面改動(dòng)了，影響后面，又將后面改動(dòng)，不知又影響到哪個(gè)部位，這就造成了質(zhì)量問題源源不斷，今天處理了老問題，明天又來了新問題，無法根治。

（3）夾具定位件損壞或磨損的影響。拼臺(tái)使用久了，焊接夾具的定位部件、壓緊部件及其他與零件接觸部位的部件，在使用一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生磨損，造成定位松動(dòng)，使定位誤差增大。這也是造成焊接誤差的一個(gè)因素。夾具在平時(shí)使用過程中，還會(huì)出現(xiàn)一些定位件和壓緊件的松動(dòng)、脫落、斷裂等現(xiàn)象，必須對(duì)夾具進(jìn)行及時(shí)的檢查和維護(hù)。對(duì)損壞或磨損量較大的夾具部件及時(shí)進(jìn)行更改或調(diào)整，以保證焊接夾具的精度，保證焊接質(zhì)量。但有時(shí)在維護(hù)過程中，對(duì)一些定位銷、特別是偏心銷的測(cè)量、加工存在誤差，或者更換后定位不準(zhǔn)確，也會(huì)造成誤差的產(chǎn)生。

例如，N706車型的前保與前圍裝飾條之間的間隙過大，左右不均，主要產(chǎn)生的原因就是東部車身焊接拼臺(tái)前延伸梁固定夾具磨損嚴(yán)重、松動(dòng)，在焊接時(shí)左右前延伸梁無法很好固定，產(chǎn)生了焊接誤差。經(jīng)過更換新的夾具后，此問題已解決。

1.3 零件方面

（1）零件尺寸不合格，是造成焊接誤差的一個(gè)重要的原因。所謂零件尺寸不合格，是指零件尺寸不符合要求，即通常說的零件尺寸偏差。零件的尺寸誤差，主要取決于沖壓模具的設(shè)計(jì)和制造水平。在有些情況下，零件的某些尺寸誤差對(duì)焊接所造成的影響，也可以通過調(diào)整夾具來控制。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(huì)產(chǎn)生大的焊接誤差。主要表現(xiàn)為零件無法與其他零件搭接貼合、過渡協(xié)調(diào)，從而造成無法焊接；有些雖然不影響在夾具上焊接，但由于零件之間不協(xié)調(diào)，雖然在夾具較大的壓緊力作用下強(qiáng)行貼合、強(qiáng)制點(diǎn)焊在一起了，但由于產(chǎn)生了較大的強(qiáng)制變形，從而產(chǎn)生焊接誤差。

例如，LZW1010PS車型的左、右后立柱外板與左、右上邊梁外板搭接型面不合，造成搭接空離，過渡不協(xié)調(diào)；6330車型左、右后側(cè)圍上內(nèi)板與下內(nèi)之門也同樣存在過渡不協(xié)調(diào)的問題；N706車型側(cè)圍總成與地板之間的離空，焊接后造成尾門框變小，主要原因就是地板尺寸不合。

（2）薄板沖壓件容易產(chǎn)生變形。由于薄板沖壓件彈性大，剛性小，尺寸穩(wěn)定性差，存在一定的可變形性，即使是合格的沖壓件，在運(yùn)輸、操作過程中，也很容易產(chǎn)生變形，因此要采取措施進(jìn)行控制。更重要的是，在一些汽車生產(chǎn)企業(yè)里，多年來習(xí)慣作法一直是以小救大，以廠外救廠內(nèi)，經(jīng)常把符合圖紙的零件改到不合格圖紙，零件狀態(tài)不易控制，誤差更難以控制。

2 焊接誤差的控制分析

通過上述對(duì)影響裝焊質(zhì)量的主要原因分析可知，我們開發(fā)新產(chǎn)品，在正式投產(chǎn)前，必須把影響焊接質(zhì)量的因素降低到最低限度，使白車身焊接質(zhì)量得到根本提高，減少在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的裝焊質(zhì)量問題。

2.1 設(shè)計(jì)質(zhì)量決定產(chǎn)品的固有質(zhì)量

（1）確保車身設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的一致性。根據(jù)定位基準(zhǔn)傳遞一致性原則，車身設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)與裝配基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)重合，或者說有裝配關(guān)系的車身相鄰結(jié)構(gòu)面應(yīng)選同一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，這樣有利于車身匹配焊接夾具的設(shè)計(jì)和焊接精度的保證。汽車生產(chǎn)企業(yè)還必須通過分析車身結(jié)構(gòu)是否有足夠可進(jìn)行裝配焊接的工藝基準(zhǔn)，達(dá)到車身匹配焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（2）盡量采用整體沖壓件。在沖壓工藝的允許情況下，應(yīng)盡可能減少車身零件的分塊，特別是對(duì)不容易保證結(jié)構(gòu)尺寸或尺寸要求較高的結(jié)構(gòu)零件，要盡量采用整體沖壓件，如整體門框、側(cè)圍及前風(fēng)窗框等零件，以減少車身匹配時(shí)的裝配誤差和焊接變形。此外，沖壓件的結(jié)構(gòu)和形面設(shè)計(jì)，裝配孔和工藝孔的安排布置及焊接的接頭設(shè)計(jì)也要合理，這樣才能很好地進(jìn)行車身匹配時(shí)的定位焊接，從而減少車身匹配焊接誤差。例如：SPARK、N200車型前后門框及側(cè)圍采用了整體設(shè)計(jì)，零件簡(jiǎn)潔明了，沒有小零件的配合，直接沖壓成形，整個(gè)零件沒有焊接，也就沒有了焊接誤差，而且就整車匹配來看，這兩種車型門框與門的匹配效果非常理想：間隙小，均勻，沒有形成段差。而PN系列的車型則采用的是分塊焊接而成的前后門框和側(cè)圍總成，門與門框匹配的效果很差，間隙大，不均勻，從而產(chǎn)生產(chǎn)另外的質(zhì)量問題：門框處易漏水。

（3）合理考慮車身匹配焊接方法。在滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能的前提下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低板厚，焊接的接頭設(shè)計(jì)盡量采用電阻點(diǎn)焊方法，以減少焊接變形，且接頭的設(shè)計(jì)要有利于焊接操作。在滿足結(jié)構(gòu)形狀剛度和強(qiáng)度的前提下，使焊接點(diǎn)數(shù)量降到最少，以減少焊接變形。

2.2 車身焊接夾具的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量

車身焊接夾具是保證車身焊接精度的重要因素。

（1）焊接夾具的定位基準(zhǔn)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)應(yīng)重合。這樣可以消除由于基準(zhǔn)不同而產(chǎn)生的尺寸誤差，達(dá)到簡(jiǎn)化裝配協(xié)調(diào)關(guān)系，提高焊接夾具的裝配精度。焊接夾具通常是先按理論尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，在生產(chǎn)過程中再根據(jù)實(shí)際需要的變形量對(duì)夾具進(jìn)行調(diào)整。為控制車身焊接變形，焊接夾具定位件結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮方便調(diào)整車身焊接變形和焊接后收縮量的變化，夾具制造精度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）注重夾具的調(diào)試。由于車身焊接夾具制造上的原因，再加上零件尺寸誤差的因素，在車身試生產(chǎn)前一般都要經(jīng)過夾具的調(diào)試，檢驗(yàn)夾具能否保證焊接精度，夾具與零件的協(xié)調(diào)性以及對(duì)零件匹配質(zhì)量進(jìn)行考核。在夾具的調(diào)試過程中，凡是發(fā)現(xiàn)影響到車身的后續(xù)焊接、整車裝配、整車外觀質(zhì)量及整車性能的重要夾具定位銷和定位塊，不能輕易地調(diào)整設(shè)計(jì)精度；實(shí)在需要調(diào)整時(shí)，應(yīng)分析是否會(huì)影響車身匹配誤差，車身匹配的相關(guān)零件尺寸應(yīng)保證。特別是一些車身匹配重要零件的裝配孔、裝配面和工藝孔的尺寸，必須嚴(yán)格控制在公差范圍。值得注意的是，車身匹配的相關(guān)零件尺寸不及格，往往是由于車身焊接時(shí)強(qiáng)制變形產(chǎn)生的。要確保車身匹配質(zhì)量，車身焊接一般不希望也不允許有較大的強(qiáng)制變形。

2.3 控制車身匹配焊接變形量

（1）采用電阻點(diǎn)焊，防止車身焊接變形。由于電阻點(diǎn)焊為內(nèi)部熱源，冶金過程簡(jiǎn)單，且加熱集中，熱影響區(qū)較小，容易獲得優(yōu)質(zhì)接頭。但是有些焊接件的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，接頭形式為開敞的，電阻點(diǎn)焊焊鉗的可達(dá)性比CO2焊槍的可達(dá)性差，只能用CO2焊進(jìn)行焊接。

（2）采用先進(jìn)焊接設(shè)備，防止車身焊接變形。國(guó)外車身焊接一般都采用機(jī)器人焊接設(shè)備來進(jìn)行車身焊接，采用機(jī)器人焊接，不僅能使車身焊接時(shí)焊點(diǎn)均勻，點(diǎn)焊順序穩(wěn)定，而且能提高焊接速度，實(shí)現(xiàn)最大限度減少車身焊接變形量。

（3）要嚴(yán)格按照焊接工藝防止車身焊接變形。在產(chǎn)品生產(chǎn)的一系列過程中，都必須制訂明確的焊接工藝文件，并嚴(yán)格按照焊接工藝文件的要求進(jìn)行控制。只有掌握汽車車身焊接的內(nèi)在變化規(guī)律，采用先進(jìn)的焊接工藝，才能有效地控制汽車車身焊接誤差。

2.4 功能評(píng)估（FE）

功能評(píng)估是一個(gè)通過反復(fù)分析作出決定的過程。它提供了一種手段，根據(jù)需要，通過工程過程來調(diào)整工程技術(shù)規(guī)范。它通過零件總成、整車制造并根據(jù)外觀和功能性能，來評(píng)估零件的可接受性。有關(guān)責(zé)任人必須作出最佳決定來更改產(chǎn)品、工藝或技術(shù)規(guī)范，以獲取顧客的滿意。

（1）功能評(píng)估的適用階段和方式。功能評(píng)估分三個(gè)階段，各階段的適用范圍和評(píng)估方式為：

FE1——僅適用于白車身重要分總成?？稍谀＞吖?yīng)商處進(jìn)行。評(píng)估方式為：在分總成檢具上評(píng)估初始試模零件所拼成的分總成的可接受性。

FE2——適用于白車身及內(nèi)外飾零件，可使用由模具供應(yīng)商生產(chǎn)的零件。評(píng)估方式為：零件拼成的整車的可接受性。

FE3——適用于白車身及內(nèi)外飾零件，使用零件供應(yīng)商按正常生產(chǎn)工藝制造的零件。評(píng)估方式為：零件拼成的整車的可接受性。

（2）FE的工作內(nèi)容。技術(shù)中心向供應(yīng)商提供產(chǎn)品圖紙、GD&T（形位公差圖）、數(shù)模，供應(yīng)商根據(jù)產(chǎn)品圖紙、GD&T（形位公差圖）、數(shù)模生產(chǎn)產(chǎn)品、設(shè)計(jì)檢具，將產(chǎn)品、檢具檢測(cè)數(shù)據(jù)交SQE（供應(yīng)商質(zhì)量工程師）審核，符合FE交貨要求后，交FE小組上拼臺(tái)評(píng)估零件狀況，如果零件之間配合良好，則零件、拼臺(tái)、設(shè)計(jì)均無問題；如果出現(xiàn)配合不好，則對(duì)零件、拼臺(tái)用三座標(biāo)直行檢測(cè)，查找原因，交FE小組決定是否對(duì)零件或拼臺(tái)或設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，直至問題解決。如此反復(fù)，直至FE1、FE2、FE3三個(gè)階段評(píng)估完成。

通過FE功能評(píng)估后，把各種焊接誤差控制在最小狀態(tài)下。在今后處理現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問題時(shí)，便可根據(jù)FE留下的標(biāo)準(zhǔn)件去判斷是零件產(chǎn)生了誤差還是拼裝臺(tái)產(chǎn)生誤差，從而快速解決問題，不再盲目地調(diào)拼臺(tái)或改零件，才能使汽車的拼焊質(zhì)量保持最佳狀態(tài)。目前五菱公司在項(xiàng)目開發(fā)時(shí)期，都對(duì)車身進(jìn)行FE功能評(píng)估，減少了產(chǎn)品正式生產(chǎn)后可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，提高了現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問題的快速處理。

3 結(jié)束語

本文主要論術(shù)了汽車裝焊的內(nèi)在規(guī)律，并指出要保證良好的車身裝焊質(zhì)量，應(yīng)從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、工裝的設(shè)計(jì)和制造、工藝的制定到工裝的使用和維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問題的處理、工人的操作以及零組件的尺寸保證等一系列環(huán)節(jié)和過程進(jìn)行綜合的控制。以上論點(diǎn)屬本人在白車身焊接生產(chǎn)過程中遇到和對(duì)質(zhì)量問題處理得到的經(jīng)驗(yàn)，僅供參考，水平有限，謹(jǐn)請(qǐng)指導(dǎo)。

[1]王 政.焊接工裝夾具及變位機(jī)械性能、設(shè)計(jì)、選用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

[2]王 敏,陳 林.電阻焊在汽車零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料,1999,(11)

[3]上汽通用五菱汽車股份有限公司.質(zhì)量手冊(cè)[K].柳州:上汽通用五菱質(zhì)量部，2006.

[4]上汽通用五菱汽車股份有限公司.二級(jí)質(zhì)量管理文件[K].柳州:上汽通用五菱質(zhì)量部，2006.