隨著新能源汽車市場的異軍突起，整個(gè)國內(nèi)汽車市場的競爭越來越殘酷，如何在激烈的市場競爭中，降低開發(fā)成本，提高產(chǎn)品的核心競爭力，對每個(gè)公司來說都至關(guān)重要。目前各大主機(jī)廠新車型的迭代更新不斷加快，工裝開發(fā)周期不斷壓縮。如何在前期工裝設(shè)計(jì)開發(fā)階段，結(jié)合以前項(xiàng)目出現(xiàn)過的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提前規(guī)避工裝開發(fā)過程中，可能存在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，減少夾具匹配焊接調(diào)制過程中的時(shí)間，快速生產(chǎn)出滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的產(chǎn)品，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)SE分析人員提出了更高的要求。

隨著主機(jī)廠產(chǎn)能節(jié)拍的不斷提升，產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)量和種類也同步增多，而夾具工裝的開發(fā)及產(chǎn)品質(zhì)量管控，對于主機(jī)廠整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)作用越來越大。發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成，一般是由發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板本體和鎖鉤組成。其中，鎖鉤通過4段 CO₂ 保護(hù)焊接，與發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板本體連接，來保證鎖鉤和鎖鉤加強(qiáng)板之間的強(qiáng)度。由于發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板屬于法規(guī)件，質(zhì)量要求高，其中4段 CO₂ 保護(hù)焊接，每段長度 20mm ，外觀標(biāo)準(zhǔn)要求，表面不能有氣孔，無雜質(zhì)，滿焊焊接。

發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成，正常情況有4個(gè)A基準(zhǔn)，B、C兩個(gè)基準(zhǔn)孔，一般情況，夾具通過兩個(gè)B、C基準(zhǔn)孔定位做定位銷，4個(gè)A基準(zhǔn)做壓緊和支撐，可以滿足產(chǎn)品定位焊接要求。但是，實(shí)際焊接調(diào)試過程中，由于 ?CO₂ 焊接區(qū)域相對集中，要求滿焊，熱變形嚴(yán)重，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板的外側(cè)法蘭面，焊接后變形嚴(yán)重，嚴(yán)重影響機(jī)蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成與機(jī)蓋內(nèi)板焊接的匹配質(zhì)量，現(xiàn)場調(diào)試生產(chǎn)困難，周期較長，

嚴(yán)重影響項(xiàng)目開發(fā)周期。

發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成產(chǎn)品技術(shù)描述

本研究技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成，分為發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板本體和發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤兩部分，選用了如下材質(zhì)進(jìn)行焊接質(zhì)量研究，其中發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板本體材質(zhì)HC340/590DPD+Z/1.2mm，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤材質(zhì)采用20號鋼，二者通過4段 CO₂ 焊縫連接。發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板有A1-A4合計(jì)4個(gè)A基準(zhǔn)，B基準(zhǔn)為直徑10mm的圓孔，C基準(zhǔn)為 8mm×10mm 的橢圓孔。其中總成沿用發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板本體基準(zhǔn)。具體情況如圖1所示。

焊接夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)研究

1.改進(jìn)前夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)形狀特征和GDamp;T尺寸要求，常規(guī)的夾具設(shè)計(jì)思路，基本都是通過B、C基準(zhǔn)孔作為主副定位銷，A1-A4基準(zhǔn)作為夾具的4個(gè)支撐塊和壓緊塊，保證發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板零件的穩(wěn)定性和一致性。發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤通過兩個(gè)符型塊，在鎖鉤的兩側(cè)定位發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤的側(cè)面。再通過上壓塊定位發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤的上部，保證鎖鉤的穩(wěn)定一致。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.改進(jìn)前焊接調(diào)試問題

通過現(xiàn)場實(shí)際多次 CO₂ 焊接調(diào)試后，4段焊縫，每條長 20mm ，由于焊接區(qū)域全部集中在中間區(qū)域，并且要求滿焊，焊接完成后，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成的法蘭邊變形嚴(yán)重，并且呈扭曲狀態(tài)，通過檢具手工測量，如圖3所示，可以詳細(xì)看出，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成法蘭面面輪廓度測量值，按照順時(shí)針方向，分別為- ?1.0mm ， -0.7mm 、 0.9mm ， -0.8mm 、 0.2mm 和 1.0mm 。而理論法蘭面面輪廓度公差為正負(fù) 0.5mm 和標(biāo)準(zhǔn)相差較大，并且極差最大 2.0mm 左右?，F(xiàn)場多次調(diào)試，均無法有效改善，且焊接后的一致性差，無法滿足匹配焊接要求，嚴(yán)重影響項(xiàng)目進(jìn)展。

優(yōu)化后焊接夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

1.優(yōu)化后的夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

由于發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤總成，焊接后法蘭面變形嚴(yán)重，經(jīng)過各部門充分討論交流，本研究提出一種新的夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保持原來4個(gè)A基準(zhǔn)支撐壓緊塊位置不變，B、C基準(zhǔn)孔定位銷不變，同步在發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板本體，法蘭邊的四個(gè)拐角，夾具增加4個(gè)支撐壓緊塊（見圖4），保證在焊接過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成法蘭面處于可控狀態(tài)，通過過壓來控制減小焊接過程中法蘭面的變形量，從而達(dá)到滿足產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

2.優(yōu)化后夾具的零件焊接調(diào)試

優(yōu)化夾具設(shè)計(jì)之后，再次進(jìn)行焊接調(diào)試。焊接完成后，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成上檢具測量，其中法蘭面輪廓度變形改善明顯，6個(gè)檢測點(diǎn)，面輪廓度最大值控制在 0.7mm ，最小值控制在 -0.3mm ，一處法蘭面輪廓度不合格，極差基本控制在 1.0mm 以內(nèi)，輪廓線全部合格，零件整體合格率達(dá)到 90% ，基本合格。但是，仍存在法蘭面極差較大問題。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)過程，進(jìn)一步確認(rèn)兩個(gè)優(yōu)化方案。第一，優(yōu)化CO焊接的順序，4段焊縫，先外后內(nèi)，對角線交替焊接，減少焊接過程中局部受熱過高，導(dǎo)致的變形量。第二，焊接完成后，延遲15s后再打開夾具，夾具起到保壓作用，讓產(chǎn)品進(jìn)行短暫冷卻，最大限度降低焊接后，冷卻過程中的變形量，最后，再全部打開夾具。對角線焊接順序如圖5所示。

通過多輪調(diào)試優(yōu)化焊接參數(shù)，最終， CO₂ 焊機(jī)電流參數(shù)控制在150A，電壓參數(shù)控制在15.7V，走絲速度控制在 0.5m/min ，可以批量生產(chǎn)出符合質(zhì)量的產(chǎn)品，實(shí)際現(xiàn)場檢具檢測數(shù)據(jù)如圖6所示，可以明顯看出，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成，法蘭邊面輪廓度測量值，按順時(shí)間方向，分別為 -0.1mm ， 0.3mm ， 0.1mm ，-0.2mm ， 0.4mm 和 10.2mm 。法蘭面面輪廓度進(jìn)一步提高，極差可以控制在 .0.6mm 以內(nèi)，基本滿足法蘭面面輪廓度公差正負(fù) 0.5mm 理論要求。

結(jié)語

本文通過對發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板與發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤這種采用二氧化碳焊接方式存在的焊接質(zhì)量問題提出了一種夾具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思路。通過前期SE和焊裝工藝人員，對發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成夾具，增加4處壓緊支撐結(jié)構(gòu)，調(diào)整4段CO焊縫的順序，延遲焊接后夾具打開時(shí)間，固化CO焊接電壓、電流、走絲速度等參數(shù)，最終解決了發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋鎖鉤加強(qiáng)板總成法蘭面焊接反彈扭曲的難題，滿足產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)要求，推動(dòng)了整個(gè)項(xiàng)目的順利開展。

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