王增柱 張博

摘 要：目前，汽車的焊接工藝對(duì)制造業(yè)來說顯得尤為重要，焊接工藝可以稱得上生產(chǎn)線的“靈魂”， 從宏觀上決定車間的工藝水平、物流、投資和預(yù)留發(fā)展，具體決定著生產(chǎn)線的工藝設(shè)備種類和數(shù)量、物流工位器具形式、機(jī)械化輸送方式及控制模式等。焊接工藝對(duì)于全新設(shè)計(jì)的車身來說，通過對(duì)總布置斷面的正確理解，將車身按照焊接總成順序分解，確定焊接裝配關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先行條件。而對(duì)于改型和逆向的車身來說，追溯其原型車的焊接裝配關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)尤為必要。 原型車的工藝往往是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的成熟工藝，焊接關(guān)系的正確確定和理解，可以很大程度上提高原型車已有生產(chǎn)條件的利用效率，降低開發(fā)成本和周期，如工藝路線的延用，工藝師和操作工對(duì)工藝的熟悉和掌握，焊裝夾具的調(diào)試和延用，焊接生產(chǎn)線的共線生產(chǎn)等。

關(guān)鍵詞：焊接工藝；汽車；車身；設(shè)計(jì)

一、焊接工藝的設(shè)計(jì)要素

為了順利開展焊接工藝設(shè)計(jì)工作，必須具備以下要素：1、車身數(shù)模。數(shù)模是提供車身零部件位置關(guān)系及結(jié)構(gòu)尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù)的基本資料，同時(shí)利用車身數(shù)模還能夠制作各類剖面圖及軸測(cè)圖。2、車身各個(gè)零部件的具體明細(xì)表，如標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量、規(guī)格，沖壓件編號(hào)及名稱等。此外，樣車、樣件及全套圖紙也是工藝設(shè)計(jì)中不可缺少的要素。樣車指的是車身分總成、各大總成及整車總成等，樣件則主要指沖壓件。以上三種要素是保證工藝設(shè)計(jì)具備合理性的前提，因此必須加以重視。

二、汽車車身的焊接工藝分析

（一）凸焊工藝

在焊接汽車車身時(shí)通常會(huì)使用到凸焊工藝，凸焊一般被應(yīng)用于焊接低碳鋼型汽車沖壓件或車身。為了避免凸焊質(zhì)量受到影響，在焊接汽車車身時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。1、凸焊的焊接時(shí)間主要由三種因素決定，即薄板厚度、凸點(diǎn)剛度及焊接電流。在焊接施工時(shí)應(yīng)將板件凸焊厚度控制在0.5mm～4mm之間，并在同一接頭處焊接多個(gè)熔核，以提高焊接質(zhì)量。如車身薄板厚度<0.5mm，則凸焊機(jī)的電極嵌塊應(yīng)為鎢材料或銅-鎢燒結(jié)材料，以便使平板一側(cè)散熱量得以減少，從而確保不同薄板間實(shí)現(xiàn)熱平衡。此外，還應(yīng)在車身薄板上焊接凸焊螺母及凸焊螺栓，以便于在擰緊螺栓或螺母的情況下就可以進(jìn)行車身裝配工作。2、利用凸焊機(jī)將螺母及螺栓焊接好之后，應(yīng)檢查上一級(jí)車身零部件與車身整體是否匹配，同時(shí)利用定位銷對(duì)螺母焊接位置進(jìn)行定位。3、為了順利進(jìn)行凸焊，在焊接汽車車身時(shí)應(yīng)確保螺母板底孔孔徑與凸焊螺母大小相適應(yīng)，就一般情況而言，底板孔徑與螺母公稱直徑的差值應(yīng)為1mm左右。此外。應(yīng)確保螺栓的公稱直徑比鈑金底孔的孔徑小0.5mm左右，以保證凸焊螺栓能夠發(fā)揮良好的定位作用。

三、車身焊接工藝設(shè)計(jì)的前提條件

（一）產(chǎn)品資料

1、產(chǎn)品的數(shù)學(xué)模型（簡稱數(shù)模）。在汽車制造行業(yè)中，一般情況下用UG 、Catia 、ProE 、Solidworks、Alias等三維軟件均能打開數(shù)模，并在其中獲取數(shù)據(jù)或進(jìn)行深人的工作。在工藝設(shè)計(jì)過程中，將所有數(shù)模裝配在一起就構(gòu)成了一個(gè)整車數(shù)模，從數(shù)模中可以獲得零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、位置關(guān)系。由數(shù)模還可以生成整車、分總成、沖壓 。

2、全套產(chǎn)品圖紙

3、樣車、樣件（包括整車車身總成、各大總成、分總成和沖壓件）。

4、產(chǎn)品零部件明細(xì)表（包括各部件的名稱、編號(hào)，沖壓件的名稱、編號(hào)、數(shù)量，標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格、數(shù)量）。件的各種視圖（包括軸測(cè)圖），以及可以輸出剖面圖。

工藝設(shè)計(jì)時(shí)，業(yè)主必須提供上述a、b、c中至少1項(xiàng)，d項(xiàng)可以從前3項(xiàng)中分析出來，正常狀態(tài)下d項(xiàng)早在汽車設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)就已經(jīng)確定了。如果僅提供b項(xiàng)，那么需要增加大量的車身拆解、分析工作。

四、汽車焊接工藝設(shè)計(jì)的主要注意事項(xiàng)

（一）車在裝焊過程中，合理分塊非常重要，而車總成的分塊大體相同，但往往對(duì)頭接縫處有所變化，要認(rèn)真分析。分塊決定夾具的套數(shù)、工藝流程，是工藝設(shè)計(jì)的第一步。

（二）工藝設(shè)計(jì)不能只顧眼前，應(yīng)該遠(yuǎn)近結(jié)合、滾動(dòng)發(fā)展，做到近期合理、遠(yuǎn)期可行。

（三）要充分考慮混線生產(chǎn)的可能性，在夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書和工藝設(shè)備選型上盡可能柔性化。

（四）生產(chǎn)方式盡可能精益，盡量減少在制品存放，大型外覆蓋件的物流盡量短；靈活布局車間內(nèi)的各條生產(chǎn)線，使各生產(chǎn)線之間工件輸送及與其他車間的銜接盡量短捷、順暢，提高生產(chǎn)效率。

（五）小件生產(chǎn)盡量集中布置，提高設(shè)備利用率。按照工藝流程在線旁布置小件的模式，從節(jié)約成本的角度看是不可取的。

（六）要進(jìn)行三維焊鉗與夾具的焊接過程動(dòng)態(tài)模擬，提高選型準(zhǔn)確性。

（七）將以往設(shè)計(jì)中不宜發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)過計(jì)算機(jī)仿真，較早地被發(fā)現(xiàn)和解決，提高設(shè)計(jì)方案、圖紙的準(zhǔn)確性和節(jié)拍平衡。

（八）工藝設(shè)計(jì)不能脫離生產(chǎn)管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在那些工位取得生產(chǎn)信息，就要求在設(shè)備定貨技術(shù)任務(wù)書明確功能及接口條件。

五、結(jié)語

綜上所述，車身焊接工藝可對(duì)汽車整體的質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，所以應(yīng)注意在完善焊接工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)車身焊接方法進(jìn)行優(yōu)化。此外，由于汽車車身焊接工藝的設(shè)計(jì)受到多種因素的影響，如投資限制、精度要求、工藝水平及用戶觀念等，所以在選擇與設(shè)計(jì)焊接工藝時(shí)也應(yīng)全面考慮多種因素，以保證車身焊接質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符。

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