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        淺析汽車車身的焊接工藝設(shè)計

        2018-10-21 15:28:53趙金山
        名城繪 2018年9期
        關(guān)鍵詞:汽車車身焊接工藝設(shè)計

        趙金山

        摘要:焊接是汽車車身制造的四大工藝之一。焊接白車身的質(zhì)量在很大程度上決定了整車的質(zhì)量.因此,在我國汽車工業(yè)不斷發(fā)展的過程中,要提高車身的整體質(zhì)量和性能,就必須充分認(rèn)識和掌握車身的焊接工藝,也只有這樣才能在最大程度上提升汽車車身焊接質(zhì)量,提高汽車整體性能的質(zhì)量。焊接質(zhì)量既與前期工藝設(shè)計開發(fā)過程相關(guān),也跟量產(chǎn)后的質(zhì)量控制密不可分。設(shè)計開發(fā)的好的焊接工藝性是焊接質(zhì)量保證的前提。本文主要介紹了汽車車身焊接工藝的設(shè)計與發(fā)展,并對相關(guān)工藝設(shè)計要點進行了簡要的分析和闡述。希望能對我國汽車工業(yè)的發(fā)展起到一定的指導(dǎo)作用。

        關(guān)鍵詞:汽車車身;焊接工藝;設(shè)計

        1 汽車車身焊接工藝的設(shè)計要素

        為了確保汽車焊接工作的順利開展,在進行焊接工藝設(shè)計時需具備如下要素:①汽車車身數(shù)學(xué)模型。通常情況下,在汽車制造業(yè)中打開數(shù)模通常是采用UG、Catia、ProE 等三維軟件來進行,由此獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。在汽車車身焊接工藝設(shè)計過程中,利用各數(shù)字化模塊對整車進行數(shù)字化建模,得到車身結(jié)構(gòu)尺寸和各部件之間的位置關(guān)系等參數(shù)。此外,車體數(shù)字化模型還可以生成各種軸向圖和剖面圖。②樣件、樣車。包括了汽車車身分總成、各大總成、總成以及沖壓件等內(nèi)容。③整套產(chǎn)品圖紙。④車身零部件明細(xì)表。包括了車身各部件的編號、名稱,標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量、規(guī)格以及沖壓件的數(shù)量、編號以及名稱等內(nèi)容。

        2 汽車車身焊接工藝設(shè)計分析

        2.1 確定基準(zhǔn)

        由于整體車身設(shè)計、制造以及檢驗都是建立在一個坐標(biāo)系上,因此,在設(shè)計車身時往往都將焊接、裝配、搬運以及總裝配等所需的基準(zhǔn)考慮在內(nèi)。只有確保它們都是建立在一個特定的基礎(chǔ)上,整個車輛的大小和幾何是保證正確的焊接時的主體。同時,這些基準(zhǔn)同樣適用于夾具設(shè)計、制造、調(diào)整、檢驗和修理。因此,明確基準(zhǔn)時應(yīng)當(dāng)重視如下幾點內(nèi)容:①基準(zhǔn)的統(tǒng)一。②基準(zhǔn)需能保證零件的準(zhǔn)確定位。③基準(zhǔn)需能夠方便測量。④基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)保持焊接操作的便捷。

        2.2 平面布置

        調(diào)整線:靠近油漆車間入口側(cè)布置,預(yù)留擴能面積,兩種不同系列車型盡量分為兩條線布置,公用一個進入油漆車間的通道。

        車身線:靠近調(diào)整線布置,車身線與調(diào)整線之間以存放約20臺的車身總成為宜,側(cè)圍線分左右布置在車身線的側(cè)圍上件工位兩側(cè),采用斜坡積放存儲輸送機存放側(cè)圍總成,并將側(cè)圍總成從地面送到車身線裝配平臺進行側(cè)圍與底盤的預(yù)裝。

        為降低投資風(fēng)險,新車型投放宜采用滾動發(fā)展模式,一款車型獲得市場認(rèn)可需要擴大產(chǎn)能時再有計劃地在預(yù)留面積上實施二期、三期工程,這樣可以避免高投入低產(chǎn)出帶來的投資效益低下的風(fēng)險。

        2.3 確定車身裝配幾何基準(zhǔn)

        幾何基準(zhǔn)是指部件或零件某一顯眼位置,以此來明確這一零部件在X、Y、Z坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的理論位置。零件幾何參考位置的精度在很大程度上決定了車身裝配幾何的精度,因此,確定其位置非常重要。首先,應(yīng)在正式焊接前,詳細(xì)研究部件基準(zhǔn),并同用戶一同分析幾何形狀。其次,經(jīng)設(shè)計人員明確基準(zhǔn)部位后再經(jīng)由用戶同意或是用戶直接明確基準(zhǔn)部位。

        2.4凸焊工藝

        (1)注意螺母規(guī)格與板材厚度的匹配。螺母規(guī)格越大,板越厚,所需的焊接參數(shù)越大。 薄板用大螺母,厚板用小螺母,這兩種情況都不合適。薄板材配大螺母,會造成板材過燒,而且大規(guī)格螺母需要承受較大的載荷,板材過薄,無法承受大載荷而造成失效。厚板用小螺母,如果要焊接厚板,需要過大參數(shù),往往會造成螺母過燒,螺母變形,螺紋損壞。

        (2)避免多層連接。盡量避免螺栓或螺母先與墊圈連接,然后再將墊圈連接到?jīng)_壓件上,這種多層連接技術(shù)很難實現(xiàn),容易出現(xiàn)焊接失敗的情況,導(dǎo)致連接失效。

        (3)焊接工藝的分解。在做工藝分解時,需要考慮螺母所在位置,合理安排工藝順序。在后面的生產(chǎn)工序,對之前工序凸焊的螺母或螺栓,進行全面的防錯檢查,避免缺失造成整車功能性的缺陷。

        (4)焊接設(shè)備的選擇。對有鍍層的標(biāo)準(zhǔn)件或板材的凸焊工藝,盡可能選擇中頻凸焊機,減少電網(wǎng)波動帶來的影響。另外,在每一個分氣管附近增加儲氣罐,也有利于保持氣壓的穩(wěn)定性,從而更好的保證凸焊質(zhì)量。

        (5)焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)。凸焊參數(shù)在參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)時,應(yīng)注意盡可能采用硬規(guī)范,即大電流、短時間。在調(diào)節(jié)參數(shù)時,氣壓盡可能小,在0.1~0.4Mpa之間調(diào)節(jié)可以收到良好的效果。

        2.5點焊

        為了控制點焊的質(zhì)量,在利用點焊焊接工藝施工時要注意一些問題:首先,要嚴(yán)格控制零件料厚比。因為加熱板件過程中,板件極易受焊接電流與時間的影響,因此,要防止不同零件料的厚比差較大問題,防止焊接質(zhì)量受到影響。例如:出現(xiàn)焊穿薄板,但厚板依然沒有焊透情況。如果遇到由于焊接工藝需要一定要一起焊接4層板時,可運用開焊接工藝缺口法進行解決;其次,有效控白車身邊緣和焊點間距離。一般情況下,汽車白車身邊緣和焊點間距離要等于0.8倍薄板厚度和0.2倍厚板厚度,大量的實踐充分證明,進行點焊時如果薄板厚度太大,車身零件就會有起翹問題出現(xiàn)??刂坪更c間距過程中要充分結(jié)合車身的剛度要求,防止剛度分流現(xiàn)象出現(xiàn);最后,要有效控制焊接空間和焊接面。為防止焊接白車身過程中存有虛焊問題,要確保不同薄板間焊接面都貼合,合理布置點焊縫位置。焊接空間方面,應(yīng)該盡可能的讓X型焊槍和C型焊槍和焊接頭接近。

        2.6 工藝路線

        為提高單位面積生產(chǎn)效率和人均生產(chǎn)率,應(yīng)減少零件自制率,盡量外委需要專業(yè)化生產(chǎn)的、宜于運輸?shù)牧愫霞?。如:軸類零件、滾壓型腔類零件。零合件大量外委生產(chǎn)的優(yōu)點:由于零部件企業(yè)可以從整車企業(yè)得到穩(wěn)定的訂貨,可以事先了解整車企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的計劃,從而進行技術(shù)改造和設(shè)備更新,形成大批量的專業(yè)化生產(chǎn),避免在激烈的競爭中被淘汰;對整車企業(yè)來說,通過與零部件企業(yè)的專業(yè)化分工,節(jié)約了投資,縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,分散了風(fēng)險,降低了成本,提高了勞動生產(chǎn)率。

        3 結(jié)束語

        汽車車身的焊接過程對整車的制造質(zhì)量有很大的影響。因此,在汽車制造過程中,我們應(yīng)該高度重視汽車白車身焊接工藝的選擇,因為焊接工藝受用戶未定義的一個項目和技術(shù)水平的影響。產(chǎn)品系列等因素,設(shè)計過程中必須考慮到每個工藝的優(yōu)缺點和影響因素,結(jié)合廠家的要求,不斷完善焊接工藝設(shè)計,優(yōu)化焊接方法,綜合考慮各種因素,確保車身焊接質(zhì)量符合要求。

        參考文獻:

        [1]劉奇先.汽車變速箱齒輪CO2激光焊接熱過程的有限元分析及試驗驗證[J].熱加工工藝,2012,41(15).

        [2]許瑞麟,朱品朝,于成哉等.汽車車身焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電焊機,2010,40(05).

        (作者單位:浙江吉利新能源商用車有限公司商用車研究院試制部)

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