張曉光 盧小龍 杜習(xí)鵬 馬白雪 葛朝林

摘 要：本篇文章首先對常用的汽車車身焊接技術(shù)進(jìn)行闡述，從零件飛濺、零件表面發(fā)生變化、焊接強度不高三個方面，對汽車焊接時容易出現(xiàn)的質(zhì)量性問題進(jìn)行解析，并以此為依據(jù)，提出汽車車身焊接質(zhì)量控制策略。

關(guān)鍵詞：汽車車身；焊接；質(zhì)量；控制

在進(jìn)行汽車制造生產(chǎn)過程中，涉及的施工工藝有四點，也就是沖壓、焊接、涂裝及總裝。其中，焊接在其中發(fā)揮著承接上下的作用，焊接質(zhì)量不僅會給汽車自身質(zhì)量安全有著直接影響，同時也對汽車外觀和裝配有著直接意義。所以，在汽車制造生產(chǎn)過程中，焊接質(zhì)量得到了人們的充分注重。下面，本文將進(jìn)一步闡述和分析汽車車身焊接質(zhì)量控制。

1、汽車工業(yè)中焊接新技術(shù)的應(yīng)用

1.1 電阻焊節(jié)能和控制技術(shù)

聯(lián)體式懸掛電焊機是目前汽車車身焊接中應(yīng)用最主流的焊接，在一個汽車生產(chǎn)車間，此種焊機的數(shù)量高達(dá)幾十臺，甚至是上百臺，焊接電流在100kVA以上，主要應(yīng)用在汽車車身薄板焊接中。使用了50Hz單相交流電，功率因素比較低。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下電阻焊技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，延伸了三相低頻電阻焊機、三相次級整流接觸焊機及IGBT逆變電阻焊機。應(yīng)用在汽車車身焊接中，可有效解決電網(wǎng)不平衡的問題。還能進(jìn)一步節(jié)約電能，在焊接中可實現(xiàn)微機控制。此外，融入PLC智能控系統(tǒng)，可大幅度提升汽車車身焊接質(zhì)量和效率，提升焊縫的美觀性。

1.2氣體保護(hù)焊接技術(shù)

汽車車身焊接過程中，如何控制表面張力過渡形成的波形是重中之重，通過氣體保護(hù)焊接技術(shù)可有效解決這一問題，在采用此種焊接技術(shù)時，可通過2電流脈沖完成1個熔滴過渡，其中第一個電流脈沖促使熔滴形成，并使之快速長大，直到熔滴和汽車工件連接為一個整體。第2個電流脈沖則屬于短時窄脈沖，可不斷檢測di/dt，并對電流的脈沖值進(jìn)行全面控制，電磁收縮力，促使熔滴不斷收縮變細(xì)，最終靠近熔池，完成1個熔滴過渡，避免發(fā)生飛濺。也可以采用氬弧焊新技術(shù)，氬弧焊有兩種，一種TIG，另一種是MIG，這兩種氬弧焊都可以應(yīng)用在汽車車身焊接中，可有效改革二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊形成的飛濺。

1.3高能束熱源焊接及加工技術(shù)

利用能量密度大于5X108W/㎡的熱源，如電子束、激光等進(jìn)行焊接。常用的技術(shù)有兩種，一種是激光和電弧符合加熱焊接技術(shù)，可進(jìn)行4～8mm厚鋼結(jié)構(gòu)焊接中，焊接后形成的花紋比較美觀，還能提升汽車的耐磨性。另一種是等離子體焊接技術(shù)，發(fā)動機氣閥體早已采用填充圈等離子焊接。近十幾年來粉末等離子堆焊有很大發(fā)展，可進(jìn)行小熔合比的薄層料精細(xì)堆焊，能堆焊各種特種合金表面

2、汽車焊接時容易出現(xiàn)的質(zhì)量性問題

由于零部件采用批量生產(chǎn)方式，生產(chǎn)效率比較高，汽車各個零部件形態(tài)平穩(wěn)性和人為因素影響，將會引發(fā)一些質(zhì)量問題。下面，本文將終點處函數(shù)汽車焊接過程中容易出現(xiàn)的問題。

2.1零件飛濺

在開展焊接工作時，由于溫度升高，使得零部件在熔合中出現(xiàn)飛濺現(xiàn)象，讓熔合質(zhì)量隨之減少，焊接質(zhì)量發(fā)生改變。

2.2零件表面發(fā)生變化

零部件表面出現(xiàn)一定改變， 電極附著在零部件表面，焊點質(zhì)量發(fā)生改變，給零部件外在形象帶來影響，造成電極損壞。

2.3焊接強度不高

焊接強度不強，焊接位置不平穩(wěn)，內(nèi)部存在一些細(xì)縫，不能滿足汽車生產(chǎn)質(zhì)量要求。

3、汽車車身焊接質(zhì)量控制策略

3.1保證沖壓件精度

高質(zhì)量沖壓件精度作為獲取高精度車身的重要因素，高精度車身可以制作出高質(zhì)量焊接車身。沖壓件精度首先是本身的幾何尺寸精度，并且受到模板設(shè)計結(jié)構(gòu)精度影響，通過用三坐標(biāo)設(shè)備測量，可以實現(xiàn)工件整體測量，并對工件本身尺寸偏差進(jìn)行檢測，適當(dāng)調(diào)整模具，從而保證其誤差把控在合理范疇內(nèi)。實際中，沖壓件數(shù)模精度控制在0. 5公差左右，然而在實際應(yīng)用中，即便每個沖壓件都能夠把控在該范疇內(nèi)，但是也無法精準(zhǔn)提升車身精度。由于各個環(huán)節(jié)之間連接都會受到一定因素影響，隨著工件尺寸偏差積累，使得工件空隙隨之增加，假設(shè)在焊接中采用合理措施進(jìn)行處理，使得整個車身精度受到影響，從而無法保證車身焊接平穩(wěn)性[3]。沖壓件精度作為車身幾何精度重要因素，所以對新模具沖出鈑金件應(yīng)采取對應(yīng)措施進(jìn)行處理，保證設(shè)計精度，提升車身焊接質(zhì)量。

3.2合理布置生產(chǎn)線，以提高焊接工藝

從夾具和沖壓零部件角度來說，其作為獨立個體，而車身焊接作為一項繁瑣性工作，由多個環(huán)節(jié)生產(chǎn)線一同實現(xiàn)。在整個過程中，包含了焊接夾具、焊接設(shè)備、控制系統(tǒng)等。如果生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線發(fā)生配置不合理狀況，將會影響焊接精度，并且焊接質(zhì)量也會受到影響。在這種情況下，可以通過科學(xué)設(shè)定工位方式，不但可以提升焊接質(zhì)量，同時還能滿足汽車生產(chǎn)要求。生產(chǎn)設(shè)定規(guī)范合理將直接影響生產(chǎn)綱領(lǐng)，所以在生產(chǎn)設(shè)計時，需要對生產(chǎn)均衡化綜合思考，并結(jié)合約束條件將生產(chǎn)任務(wù)分配到對應(yīng)工位中，只有這樣，才能保證各個工位可以在約定時間內(nèi)進(jìn)行，保證各個工位都能分配對應(yīng)負(fù)荷，減少時間差。假設(shè)焊接車間作為結(jié)合具體施工要求設(shè)定的生產(chǎn)方案和焊接對策，將不能生產(chǎn)高精度沖壓件及夾具，并能保證車身自身質(zhì)量。所以，在各個工藝中統(tǒng)一規(guī)劃，從而提升汽車生產(chǎn)效率和水平，確保車身焊接質(zhì)量安全。

3.3利用焊接夾具找好基準(zhǔn)

為了焊接出高精度的車身，通常情況下，由車身分總成和車身兩部分組成，需要對沖壓零部件質(zhì)量加以科學(xué)管理，并結(jié)合實際情況，科學(xué)設(shè)定結(jié)構(gòu)合理的夾具。基準(zhǔn)統(tǒng)一作為實現(xiàn)車身焊接工藝設(shè)計的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，所以，在各個環(huán)節(jié)設(shè)計、生產(chǎn)、制造過程中，需要保證基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，這不但是設(shè)計模具、檢具的重要標(biāo)準(zhǔn)，同時也是確保車身精度的重要因素。在設(shè)計過程中，需要保證沖壓零部件各項特性進(jìn)度，不但需要結(jié)合產(chǎn)品要求，同時還要根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝水平明確進(jìn)度。在設(shè)計基準(zhǔn)精度過程中，需要結(jié)合夾具設(shè)計要求進(jìn)行，并且設(shè)計結(jié)果將會給沖壓件在夾具中的進(jìn)度帶來直接影響。另外，應(yīng)該保證被裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)和夾具設(shè)計基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，在相鄰位置的各個焊裝夾具中將會存在裝配關(guān)系，在這種情況下，需要設(shè)定統(tǒng)一的設(shè)計基準(zhǔn)，把車身總分成分解成多個不同組合件及部件，讓其設(shè)計基準(zhǔn)處于統(tǒng)一狀態(tài)。

在基準(zhǔn)選擇過程中，秉持的標(biāo)準(zhǔn)有三點，首先，需要把基準(zhǔn)設(shè)定在一個不會發(fā)生變形的基礎(chǔ)面中。其次，采取合理措施降低沖壓件所料放料位置面臨影響。最后，禁止在沖壓件兩次成形位置中設(shè)定基準(zhǔn)。

在基準(zhǔn)孔選擇過程中，秉持的標(biāo)準(zhǔn)有五點。第一，一般來說，車身前端、上端、右端等位置通常選擇圓銷，這樣可以防止制件發(fā)生變形現(xiàn)象。第二，設(shè)定的基準(zhǔn)孔數(shù)量不得低于兩個，并采用菱銷方式進(jìn)行定位，針對不會面臨剛性沖壓件的，則需要采用圓銷，但是在特殊情況下，在兩個基準(zhǔn)孔不能精準(zhǔn)定位的情況下，則需要選用三個銷。第三，在車身和坐標(biāo)出現(xiàn)傾斜的情況下，需要選擇和坐標(biāo)方向統(tǒng)一的基準(zhǔn)銷孔徑，但是假設(shè)不能滿足作業(yè)要求的情況下，則需要采取避讓斜面方向的菱銷。第四，基準(zhǔn)孔最好加工在相同工序中。第五，基準(zhǔn)孔間距應(yīng)該做好管理工作，一般要求超過沖壓件2 /3的最人全長位置，至少要超過1 /2 。

結(jié)束語

總而言之，車身作為汽車中主要部分，更是汽車零部件載體，車身焊接質(zhì)量將會給車身焊接精度、質(zhì)量以及生產(chǎn)效率帶來直接影響。所以，在開展車身焊接工作時，應(yīng)該重視沖壓件自身精度和搭建過程中面臨的偏差因素，而使得沖壓件干涉和間隙逐漸擴充，保證車身焊接質(zhì)量。

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[3]李子旭，劉東平.白車身試制過程中的焊接質(zhì)量控制分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（25）：115-116.

作者簡介：

張曉光（1988-），男，漢，河南省濮陽市清豐縣馬村鄉(xiāng)東岳村3排

奇瑞汽車河南有限公司，主管師，中專，汽車沖壓、焊接、車身尺寸、車身強度、車身（防腐）油漆以及質(zhì)量問題改進(jìn)。