楊德?！±钛┴S　楊樹(shù)龍

摘 要：針對(duì)白車(chē)身后流水槽外露區(qū)域的連接工藝，通過(guò)對(duì)比點(diǎn)焊、激光釬焊、CMT Braze+、Arplas焊等工藝，從制造限制要求，單車(chē)制造成本，工藝優(yōu)缺點(diǎn)等方面分析，結(jié)合整車(chē)成本，外觀品質(zhì)及造型要求，形成后流水槽連接工藝的選型指南。

關(guān)鍵詞：后流水槽 點(diǎn)焊 激光釬焊 CMT Braze+ Arplas

The Selection of Connection Process for the Rear Drain Channel Appearance

Yang Defu Li Xuefeng Yang Shulong

Abstract：In order to improve the appearance quality of the rear drain channel area of the BIW， by comparing the spot welding， laser Brazing， CMT Braze+， Arplas welding， such as from the，manufacturing costs， MR requirements， technological advantages and disadvantages to analysis， combined with the vehicle cost and the appearance quality requirement， turn into the connection process selection guide.

Key words：Rear Drain Channel， Resistance spot-welding， laser Brazing， CMT Braze+， Arplas

1 引言

根據(jù)車(chē)身外觀焊點(diǎn)的定義等級(jí)，后流水槽區(qū)域?qū)儆诘诙庥^區(qū)，外露在此區(qū)域的連接工藝品質(zhì)直接影響到客戶(hù)的體驗(yàn)度和滿(mǎn)意度。目前各主流車(chē)企在后流水槽區(qū)域使用的連接工藝各不相同，通過(guò)對(duì)比目前行業(yè)內(nèi)常用的連接工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，形成統(tǒng)一的工藝選型指南，為新項(xiàng)目提供參考。

2 后流水槽區(qū)域連接工藝

2.1 點(diǎn)焊工藝

點(diǎn)焊工藝（圖1），利用電極對(duì)被焊工件施加一定的壓力，并通以電流，使母材熔化，形成熔核的一種連接工藝。

點(diǎn)焊是汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用最廣泛的連接工藝，但存在焊點(diǎn)壓痕較深，易扭曲，焊接表面美觀度差等缺陷，用作外觀面連接工藝，難以達(dá)到客戶(hù)的質(zhì)量要求。

2.2 激光釬焊

激光釬焊工藝（圖2），通過(guò)激光光束加熱焊絲并填充到焊縫中，利用熔化的焊絲實(shí)現(xiàn)零件連接的一種連接工藝。

釬焊時(shí)母材不熔化，僅釬料熔化，使得焊接熱影響區(qū)小，零件不易產(chǎn)生熱變形，可以獲得光滑的焊縫表面，使產(chǎn)品外觀更加美觀，車(chē)型豪華感強(qiáng)。

2.3 CMT Braze+

CMT Braze+工藝（圖3），屬于電弧釬焊的一種，以CMT電弧為熱源的釬焊工藝，采用低熔點(diǎn)的銅基合金焊絲作為釬焊材料，且作為電弧的一個(gè)電極，使用氬氣保護(hù)，焊接時(shí)母材不熔化而通過(guò)熔化的焊絲把兩種材料連接起來(lái)[1]。

CMT Braze+工藝，相比于激光釬焊工藝投資成本更低，使用其專(zhuān)利的氣體噴嘴，使得釬焊速度更快，同時(shí)可以獲得規(guī)整，干凈的焊縫。

2.4 Arplas工藝

Arplas工藝（圖4），采用平頭式電極帽，在極短的時(shí)間內(nèi)使用高電流快速熔化零件完成焊接，焊接熱變形和壓痕極小，因此，焊接完成后呈現(xiàn)出良好的表面質(zhì)量。

3 制造限制條件

3.1 點(diǎn)焊工藝

a.要求零件搭接寬度最小15mm;

b.要求焊接空間最小寬度52mm（圖5）;

c.受造型影響，此區(qū)域多數(shù)車(chē)型需要選用75°電極焊槍?zhuān)▓D6）。75°電極焊槍前期調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，電極帽損耗大，外觀質(zhì)量不易控制，焊點(diǎn)易扭曲;

3.2 激光釬焊

a.要求零件搭接邊寬度最小8mm（圖7）;

b.對(duì)零件精度要求高，搭接間隙要求在0.3mm以?xún)?nèi);

c.切邊線要求0.3-0.5mm（有在線引導(dǎo)系統(tǒng)，非風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)）;

3.3 CMT Braze+

a. 要求零件搭接邊寬度最小8mm;

b. 對(duì)零件精度要求高，拼接間隙要求在0.3mm以?xún)?nèi);

c.切邊線要求控制在0.3mm以?xún)?nèi);

3.4 Arplas

a. 要求產(chǎn)品搭接邊寬度最小6mm;

b. 不能焊接3層板。對(duì)于背門(mén)氣撐桿布置在Y向的車(chē)型，會(huì)存在三層板焊接的情況（側(cè)圍外板+氣撐桿加強(qiáng)板+流水槽），不能選用Arplas焊接工藝（圖8）;

4 單臺(tái)制造成本對(duì)比

4.1 設(shè)備成本

根據(jù)設(shè)備清單，年產(chǎn)量，折舊年限等因素，將設(shè)備投入費(fèi)用折算成單車(chē)成本。按60JPH，6車(chē)型共線生產(chǎn)計(jì)算，經(jīng)過(guò)對(duì)比得出，點(diǎn)焊工藝的設(shè)備投資成本最低，激光釬焊工藝比點(diǎn)焊高約23%，Arplas工藝比點(diǎn)焊高約11%，CMT Braze+工藝比點(diǎn)焊高約8%。

4.2 占地面積成本

根據(jù)四種工藝的布局圖和面積折算公式，將占地面積折算成單車(chē)成本，其中點(diǎn)焊、激光釬焊、CMT Braze+成本接近，Arplas工藝占地面積最大，折算的單車(chē)成本最高。

4.3 運(yùn)營(yíng)成本

運(yùn)營(yíng)成本包含輔料成本和損耗件成本。

點(diǎn)焊工藝與Arplas工藝不需要輔料，只有電極等損耗件，運(yùn)行成本低，兩種工藝運(yùn)營(yíng)成本接近。

激光釬焊有輔料焊絲;CMT Braze+工藝輔料有焊絲和保護(hù)氣體（氬氣），兩種工藝運(yùn)營(yíng)成本接近，成本比點(diǎn)焊工藝和Arplas焊接工藝高約10%左右。

4.4 人員投入

根據(jù)四種工藝的線體規(guī)劃，點(diǎn)焊、Arplas、CMT Braze+工位投入人員一致，激光釬焊工藝需要設(shè)置人工打磨工位，會(huì)比其他工藝多投入1名員工。

4.5 單車(chē)制造成本

單車(chē)制造成本=設(shè)備折算成本+面積折算成本+輔料成本+人員投入成本。

按60JPH，6車(chē)型共線生產(chǎn)計(jì)算，點(diǎn)焊工藝單車(chē)制造成本最低，激光釬焊成本比點(diǎn)焊工藝高約15%，CMT Braze+工藝比點(diǎn)焊工藝高約9%，Arplas比點(diǎn)焊工藝成本高約4%。

5 工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

5.1 點(diǎn)焊工藝

優(yōu)點(diǎn)：

a. 投資成本與設(shè)備維護(hù)成本低;

b. 對(duì)零部件精度要求低;

缺點(diǎn)：

a. 點(diǎn)焊工藝為雙邊連接工藝，多車(chē)型共線生產(chǎn)時(shí)，易受造型限制，設(shè)備共用難度大，同時(shí)對(duì)側(cè)圍外板與流水槽的搭接角度限制性較大，不易滿(mǎn)足產(chǎn)品需求（圖9）;

b.焊接后外觀質(zhì)量不好，焊點(diǎn)壓痕深，易扭曲;

5.2 激光釬焊

優(yōu)點(diǎn)：

a.焊縫美觀，車(chē)型豪華感強(qiáng);

b.激光釬焊工藝為單邊連接工藝，在多車(chē)型共線生產(chǎn)時(shí)，更容易滿(mǎn)足造型的需求;

c.技術(shù)應(yīng)用廣泛，雖技術(shù)難度大、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，但調(diào)試隊(duì)伍成熟;

缺點(diǎn)：

a.投資成本與設(shè)備維護(hù)成本高;

b.易出現(xiàn)氣孔、焊縫塌陷問(wèn)題;

c.焊后需對(duì)焊縫進(jìn)行打磨處理;

d.需建立單獨(dú)的焊接房;

5.3 CMT Braze+

優(yōu)點(diǎn)：

a.設(shè)備成本低;

b.激光釬焊工藝為單邊連接工藝，在多車(chē)型共線生產(chǎn)時(shí)，更容易滿(mǎn)足造型的需求;

缺點(diǎn)：

a.需要對(duì)鈑金表面進(jìn)行除油處理;

b.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，焊接質(zhì)量不如激光釬焊，焊后需進(jìn)行打磨處理;

c.清槍時(shí)間>15s，且需要專(zhuān)用清槍設(shè)備（超聲波清槍?zhuān)?

d.切邊線公差沖壓只能控制在±0.5mm，不能滿(mǎn)足工藝要求，建議配備在線引導(dǎo)系統(tǒng);

5.4 Arplas工藝

優(yōu)點(diǎn)：

a.焊點(diǎn)外觀質(zhì)量較美觀;

b.技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛、較易調(diào)試;

缺點(diǎn)：

a.工序數(shù)量多，占地面積大;

b.Arplas工藝為雙邊連接工藝，多車(chē)型共線生產(chǎn)時(shí)，易受造型限制，設(shè)備共用難度大，同時(shí)對(duì)側(cè)圍外板與流水槽的搭接角度限制性較大，不易滿(mǎn)足產(chǎn)品需求。

6 結(jié)論

基于成本和外觀質(zhì)量綜合考慮，在項(xiàng)目同意使用點(diǎn)焊工藝時(shí)，建議首選點(diǎn)焊工藝。

推薦理由：

a.點(diǎn)焊工藝成本最低，工藝成熟度最高;

b.新車(chē)型導(dǎo)入時(shí)，點(diǎn)焊工藝可以根據(jù)不同工廠約束條件更改為其他工藝，線體改造量小。

從外觀質(zhì)量考慮時(shí)，激光釬焊的焊縫最美觀，在單車(chē)成本允許的情況下可優(yōu)先選用。

從產(chǎn)品造型約束的程度考慮時(shí)，激光釬焊和CMT Braze+工藝對(duì)造型的限制較小，建議優(yōu)先選用。

參考文獻(xiàn)：

[1]林三寶，宋建嶺.電弧釬焊技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].焊接，2007（4）：19-21.