衣統(tǒng)帥

上汽通用汽車有限公司整車制造工程部車身工藝科室

淺析汽車白車身的焊接工藝設(shè)計(jì)

衣統(tǒng)帥

上汽通用汽車有限公司整車制造工程部車身工藝科室

焊接作為汽車白車身制造的主要工藝之一，對(duì)汽車白車身質(zhì)量以及汽車的整體質(zhì)量起到重要作用。隨著我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車質(zhì)量的要求不斷提升，要想讓汽車質(zhì)量和性能滿足市場(chǎng)的基本要求，就必須全面了解和掌握汽車的白車身焊接工藝，只有這樣，才能夠最大程度提升汽車的焊接質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)和開發(fā)良好的焊接工藝是保證汽車焊接質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。本文就汽車白車身焊接工藝的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析，然后就焊接工藝流程以及實(shí)施中應(yīng)該注意的問題進(jìn)行總結(jié)。

汽車白車身；焊接工藝；設(shè)計(jì)

汽車是人們常用的交通工具，白車身焊接的質(zhì)量好壞往往會(huì)影響到汽車的行駛安全，因此，提高汽車白車身的焊接質(zhì)量有利于提升汽車的安全性能。人們應(yīng)該重視汽車白車身的焊接工藝設(shè)計(jì)，從而改變汽車的整體質(zhì)量。就目前市場(chǎng)的白車身結(jié)構(gòu)來看，主流還是以鋼制沖壓件作為主體的承載式車身，由于鋼制沖壓件厚度比較薄，在實(shí)際焊接中如果不嚴(yán)格地設(shè)計(jì)，會(huì)難以達(dá)到白車身的焊接規(guī)范和強(qiáng)度要求，最終對(duì)車輛的行駛造成影響。

一、汽車白車身焊接工藝的基本設(shè)計(jì)要素分析

為保證汽車白車身焊接的順利實(shí)施，在白車身焊接工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該具備以下基本要素。首先要具備汽車白車身數(shù)學(xué)模型。在汽車制造業(yè)當(dāng)中，常用的三維軟件有UG、VisMockup、CATIA等，通過軟件可以獲取相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。在汽車白車身焊接工藝設(shè)計(jì)中，通過全部數(shù)模的裝配就會(huì)形成整車數(shù)模，設(shè)計(jì)人員從中能夠獲取白車身結(jié)構(gòu)尺寸以及各級(jí)分總成的位置關(guān)系參數(shù)。其次，在白車身焊接工藝設(shè)計(jì)中，還應(yīng)制做白車身樣件和樣車進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，包括軟模沖壓件、白車身分總成等。此外，在白車身設(shè)計(jì)時(shí)要有整套產(chǎn)品圖紙以及白車身的明細(xì)表，其中，白車身的明細(xì)表包括零件編號(hào)、名稱、數(shù)量以及扭矩信息、關(guān)鍵控制要求等。

二、汽車白車身焊接工藝設(shè)計(jì)流程分析

（一）對(duì)汽車的白車身總成進(jìn)行拆分

汽車白車身總成拆分是保證白車身焊接工藝設(shè)計(jì)的前提，拆分的過程主要是對(duì)白車身總成進(jìn)行合理的工藝劃分，在確保白車身有足夠的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的同時(shí)，也保證白車身焊接的高效和便捷。在汽車白車身總成的拆分中，需要針對(duì)不同分總成之間的形狀和尺寸差異性制定相應(yīng)的連接方式，通過合理的連接方式才可以最大限度地保證汽車白車身焊接的質(zhì)量以及焊接尺寸的精確度。對(duì)于汽車白車身總成的拆分，需要按照焊接零件的大小、形狀和安裝順序的差異性等合理地進(jìn)行分解。汽車的下車體通常由縱梁、底板、輪罩等組成，上車體通常由側(cè)圍內(nèi)板、側(cè)圍外板、A/B/C柱、車頂?shù)冉M成，門蓋通常包含四門兩蓋和前翼子板。

（二）確定白車身設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)

汽車的整體設(shè)計(jì)是建立在一個(gè)總的坐標(biāo)系上，在白車身設(shè)計(jì)之前，需要將設(shè)計(jì)所需的基準(zhǔn)考慮在內(nèi)，包括沖壓、分拼焊接、總成焊接以及門蓋裝配等。要確保白車身的各分總成建立在一個(gè)特定的基準(zhǔn)之上，才可以保證整車的尺寸以及白車身的形狀整體可控。同時(shí)，這些基準(zhǔn)在夾具設(shè)計(jì)、總成焊接、尺寸調(diào)整以及工裝維護(hù)中需要使用。在確定白車身設(shè)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)還應(yīng)該注重以下內(nèi)容，首先是要注重基準(zhǔn)的一致性，其次是要保證零件的準(zhǔn)確定位，再次要確?；鶞?zhǔn)能夠方便測(cè)量，最后要求基準(zhǔn)保持焊接操作的便捷性。

此外，白車身裝配設(shè)計(jì)中應(yīng)該確定裝配設(shè)計(jì)的幾何基準(zhǔn)。幾何基準(zhǔn)一般是指白車身分總成的某些明顯特征，通過這些特征可以明確它們?cè)谠O(shè)計(jì)坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)中的理論位置。白車身分總成的幾何基準(zhǔn)位置的準(zhǔn)確性一定程度上決定著車身裝配形狀的精確度，因此，需要注重基準(zhǔn)位置的確定。在白車身焊接設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員需要詳細(xì)研究各分總成的基準(zhǔn)，并對(duì)白車身總成的幾何形狀加以分析，明確基準(zhǔn)部位并發(fā)布在基準(zhǔn)數(shù)模中。

（三）對(duì)白車身焊接中的焊點(diǎn)進(jìn)行分析

焊點(diǎn)在所有的焊接連接方式中占據(jù)相當(dāng)大的比例。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)該確定好焊點(diǎn)的相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃，包括焊點(diǎn)的大致數(shù)量級(jí)、分布位置以及分布密度等。當(dāng)然，焊點(diǎn)并不是白車身唯一的連接方式，在必要的時(shí)候，也會(huì)選擇凸焊、螺柱焊、激光焊、弧焊、涂膠、緊固件等連接方式。此處不一一展開。

汽車白車身的焊接需要通過分層焊接以及補(bǔ)焊的方式完成焊接。工件組裝中，會(huì)受到一些因素的限制和影響，例如焊接設(shè)備和機(jī)器人的布置空間、夾具空間以及生產(chǎn)節(jié)拍的影響，因此生產(chǎn)線上需要規(guī)劃幾十個(gè)甚至上百個(gè)連續(xù)的工位，在下車體完成焊接的基礎(chǔ)上，再將上車體分步焊接上去。在完成焊接時(shí)要通過定位焊點(diǎn)保證焊接尺寸的穩(wěn)定性，確保分拼總成或白車身尺寸和形狀都符合要求，后續(xù)再通過補(bǔ)焊完成所有的點(diǎn)焊工藝。

三、汽車白車身焊接工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的要點(diǎn)分析

汽車白車身的焊接工藝包括點(diǎn)焊工藝、凸焊工藝、激光焊工藝以及弧焊工藝等，在設(shè)計(jì)點(diǎn)焊工藝方法時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

在點(diǎn)焊工藝中，為控制點(diǎn)焊的質(zhì)量，首先需要對(duì)零件料厚比嚴(yán)格控制。由于在板件加熱過程中，受到焊接電流和時(shí)間的影響，會(huì)出現(xiàn)虛焊或開裂等焊接質(zhì)量問題。其次，還要對(duì)白車身焊接搭邊的寬度和焊點(diǎn)間距進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)車身剛度分流問題。再次，對(duì)于焊接設(shè)備的可達(dá)性，也需要重點(diǎn)考慮，焊接過程中如果焊接設(shè)備與白車身接觸，會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)位置偏移，甚至電流分流影響焊核的正常生成，引發(fā)虛焊等質(zhì)量問題。

結(jié)束語(yǔ)

汽車白車身焊接工藝是決定白車身質(zhì)量好壞的重要因素，因此，在汽車制造過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注白車身焊接工藝的設(shè)計(jì)。由于汽車的白車身工藝受到工藝水平、產(chǎn)品系列以及用戶等因素的影響，在焊接工藝的設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)這些影響因素加以全面的考慮，同時(shí)不斷完善焊接工藝設(shè)計(jì)，優(yōu)化焊接設(shè)計(jì)方法，才能夠更好地保證焊接工藝的流程滿足白車身焊接的要求，使汽車白車身的焊接達(dá)到理想的效果，提高汽車行駛的安全性和穩(wěn)定性。

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