如何有效實(shí)施轎車車身拼裝工藝

目前，國(guó)內(nèi)外汽車企業(yè)對(duì)轎車車身總成拼裝焊接生產(chǎn)線的規(guī)劃思路已發(fā)生了重大變革。轎車生產(chǎn)企業(yè)在注重車身設(shè)計(jì)改進(jìn)、車身焊接工藝改進(jìn)、廠房擴(kuò)建和設(shè)備更新的同時(shí)，還積極采用激光焊接、多頭自動(dòng)焊機(jī)、焊接機(jī)器人、在線丈量和混合式拼裝自動(dòng)線等新技術(shù)、新工藝，以及改進(jìn)輸送線等各種途徑，旨在規(guī)劃出既能實(shí)施柔性化生產(chǎn)，又能確保產(chǎn)品質(zhì)量好、制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短和投資本錢(qián)低的轎車車身拼裝焊接生產(chǎn)線。 

轎車車身拼裝焊接車間的規(guī)劃 

1. 設(shè)施設(shè)備的選定 

轎車車身總成拼裝焊接車間既要考慮精益化、模塊化設(shè)計(jì)理念，又要考慮不同種別、不同規(guī)格產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)，還要留意不同種別、不同規(guī)格產(chǎn)品形成過(guò)程中質(zhì)量控制手段的配置。 

（1）應(yīng)滿足產(chǎn)品加工的系統(tǒng)要求。由于轎車車身各部件的功能不同，那么這些部件就會(huì)有不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選用不同的焊機(jī)設(shè)備和確定不同的檢測(cè)設(shè)備。為保證這些焊機(jī)的焊接電弧電壓穩(wěn)定性，生產(chǎn)線應(yīng)配備可靠的穩(wěn)壓電源，將車間網(wǎng)路的電弧電壓變化限制在0.5V以內(nèi)；車身拼裝焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，為保證檢測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命，必須在車間安裝排風(fēng)裝置、在三坐標(biāo)測(cè)試室裝安裝溫控裝置。車身拼裝采用的循環(huán)水冷卻和氣體保護(hù)等焊接方法，對(duì)循環(huán)水質(zhì)、氣源氣體混合比例和氣體流量也提出了控制要求。 

（2）應(yīng)保證焊接設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備的能力要求。首先，選購(gòu)的檢測(cè)設(shè)備和焊機(jī)均需具有良好而穩(wěn)定的機(jī)械性能和電氣性能；其次，各類焊機(jī)達(dá)要到其加工產(chǎn)品焊接的特殊工藝要求，焊炬應(yīng)確保按產(chǎn)品焊接工藝軌跡穩(wěn)定地作四維空間的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；最后，檢測(cè)設(shè)備和焊接設(shè)備要能滿足大批量、高效率生產(chǎn)目標(biāo)，檢測(cè)設(shè)備和焊機(jī)還應(yīng)適應(yīng)產(chǎn)品多品種檢測(cè)能力和焊接能力，及多種生產(chǎn)節(jié)拍連線生產(chǎn)的調(diào)整要求。 

（3）應(yīng)留意檢測(cè)設(shè)備和焊接設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)要求。檢測(cè)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)從輸進(jìn)電源、工作電壓調(diào)節(jié)范圍、檢測(cè)精度、檢測(cè)穩(wěn)定性和檢測(cè)速度等方面進(jìn)行考慮；而焊接設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)從輸進(jìn)電源、額定焊接電流、工作電壓調(diào)節(jié)范圍、額定負(fù)載持續(xù)率、送絲速度、焊接速度、空行程速度等方面的穩(wěn)定性進(jìn)行考慮。 

2﹒工藝方法的確定 

轎車車身總成工藝評(píng)定要針對(duì)以下幾點(diǎn)來(lái)考慮： 

（1）焊接工藝評(píng)定目的。其評(píng)定目的是針對(duì)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品原材料和產(chǎn)品焊接輔料，按不同產(chǎn)品的焊接要求，對(duì)各種焊接設(shè)備參數(shù)和焊接工藝參數(shù)進(jìn)行確定。 

（2）焊接工藝評(píng)定內(nèi)容。其主要內(nèi)容是通過(guò)確定的焊接環(huán)境要求、產(chǎn)品原材料、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護(hù)氣體）和板材焊前剖口外形和角度以及質(zhì)量檢驗(yàn)方法，來(lái)選定最佳的焊接方法、焊接順序和焊接易損件（電極和導(dǎo)電嘴）更換頻次，來(lái)選擇最公道的焊接設(shè)備參數(shù)（輸進(jìn)電源、額定焊接電流、工作電壓、額定負(fù)載持續(xù)率）和焊接工藝參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊接速度、空行程速度、氣體混合比和氣源的壓力）的范圍。 

（3）焊接工藝評(píng)定程序。企業(yè)應(yīng)根據(jù)轎車車身不同產(chǎn)品部件的性能要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接鋼種、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護(hù)氣體）等情況提出“產(chǎn)品焊接工藝評(píng)定任務(wù)書(shū)”；該任務(wù)書(shū)應(yīng)規(guī)定焊接環(huán)境、焊接工藝方法、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護(hù)氣體）、檢測(cè)項(xiàng)目等要求，還應(yīng)明確焊接設(shè)備參數(shù)和焊接工藝參數(shù)的具體范圍；然后，在焊接工程師的監(jiān)視下，由相關(guān)職員按規(guī)定任務(wù)書(shū)執(zhí)行，并由焊接工程師根據(jù)產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量和有效性，來(lái)確定焊接工藝和焊接設(shè)備。 

3、檢測(cè)項(xiàng)目的確定 

（1）檢測(cè)項(xiàng)目的立項(xiàng)。轎車車身總成各部件拼裝焊接的檢測(cè)項(xiàng)目立項(xiàng)有兩個(gè)依據(jù)和一個(gè)原則：兩個(gè)依據(jù)分別是車身總成各部件必須以變形最少來(lái)滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，及車身各部件形成后必須滿足特定用戶的技術(shù)要求；一個(gè)原則是車身各部件拼裝焊接加工必須高效率完成。 

（2）檢測(cè)項(xiàng)目的判定準(zhǔn)則。由于車身拼裝焊接各部件質(zhì)量要求不同，各部件焊接檢測(cè)項(xiàng)目的判定依據(jù)，必須根據(jù)各部件產(chǎn)品的特殊要求、安全性要求、可靠性要求來(lái)制定。因此，按焊接檢測(cè)項(xiàng)目判定準(zhǔn)則編制的檢驗(yàn)規(guī)范，必須明確質(zhì)量特性、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)手段和檢驗(yàn)頻次。 

（3）檢驗(yàn)手段的配備。為實(shí)現(xiàn)各種狀況下生產(chǎn)的轎車車身總成和各部件質(zhì)量穩(wěn)定，必須針對(duì)不同的產(chǎn)品特點(diǎn)、工藝特點(diǎn)、各部件焊接生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程的生產(chǎn)節(jié)拍，來(lái)確定合適的檢測(cè)手段，確保產(chǎn)品質(zhì)量要求。 

轎車車身總成拼裝焊接工藝設(shè)計(jì) 

1.四門(mén)兩蓋總成焊接工序 

國(guó)外汽車企業(yè)為實(shí)現(xiàn)四門(mén)兩蓋總成外表美觀、產(chǎn)品安全，首先從產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)出發(fā)。如通用公司某轎車的四門(mén)兩蓋總成原有900多個(gè)零件，通過(guò)采用大型鈑金件和組合件代替小型零件的設(shè)計(jì)改進(jìn)，減少了45%左右的零件使用量；其次是通過(guò)工藝革新來(lái)確保產(chǎn)品安全性。該公司采用多功能點(diǎn)阻焊機(jī)進(jìn)行門(mén)蓋內(nèi)外板、加強(qiáng)板和車蓋防撞板焊接，同時(shí)應(yīng)用先進(jìn)的涂膠及折邊工藝，減輕了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重量，進(jìn)步了產(chǎn)品外表面平整度、強(qiáng)度、鋼度和裝配精度。 

2.左、右側(cè)圍總成焊接工序 

由于轎車左、右側(cè)圍總成設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，國(guó)外汽車企業(yè)原本用移動(dòng)式點(diǎn)焊槍進(jìn)行手工焊接。為進(jìn)步生產(chǎn)效率，通用公司首先對(duì)移動(dòng)式點(diǎn)焊槍進(jìn)行改進(jìn)，以減少焊接總次數(shù)，達(dá)到自動(dòng)焊接；同時(shí)對(duì)左、右側(cè)圍總成焊接線進(jìn)行改造，安裝轉(zhuǎn)盤(pán)式輸送機(jī)和可交替動(dòng)作的左、右側(cè)圍焊接夾具，實(shí)現(xiàn)一面自動(dòng)裝夾，一面自動(dòng)焊接，一面使零部件按規(guī)定生產(chǎn)節(jié)拍用機(jī)械傳送帶搬運(yùn)，并在所有用于拼裝的自動(dòng)焊機(jī)上安裝電子眼，以防意外操縱。 

其次對(duì)左、右側(cè)圍總成部分零件采用新材料，如內(nèi)飾板和擱手采用塑料澆注成一體，從而實(shí)現(xiàn)裝配簡(jiǎn)便、牢固和清潔；對(duì)左、右側(cè)圍總成的部分零件采用新工藝，如以激光焊接代替重迭焊，使焊縫平整光滑，從而減少左、右側(cè)圍總成重量；為使左、右側(cè)圍總成焊接工藝性進(jìn)步，通用公司還采用粘結(jié)工藝來(lái)結(jié)合內(nèi)部緩沖塊、加強(qiáng)塊和十字架強(qiáng)筋，同時(shí)采用高頻加熱器加熱新工藝。這些新工藝的使用，不僅減少了處理時(shí)間，產(chǎn)品質(zhì)量也獲得大幅度進(jìn)步。 

3.車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成焊接工序 

車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成是轎車車身總成的關(guān)鍵部件，通用公司車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成焊接運(yùn)送系統(tǒng)采用傳送線式，工作間用吊鉤沿排擠道輸送、提升及下降，各分裝組之間的定位誤差答應(yīng)值約為1毫米。車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成拼裝在移動(dòng)式拼裝臺(tái)完成，這個(gè)焊接平臺(tái)由五個(gè)工位的拼裝臺(tái)組成，每個(gè)拼裝臺(tái)都有軌道連接，要焊接的零部件均通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸送帶送到工位，并在移動(dòng)輸送帶上自動(dòng)分度，從而使底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成在拼裝臺(tái)規(guī)定的工位中正確定位和夾緊。 

第一和第三工位工作內(nèi)容是安裝；第二和第四工位工作內(nèi)容是焊接，是通過(guò)多臺(tái)自動(dòng)焊接機(jī)器人分別完成底板和發(fā)動(dòng)機(jī)艙的激光焊接；第五工位工作內(nèi)容是車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成的拼裝焊接，就是將完成焊接的底板和發(fā)動(dòng)機(jī)艙合攏后焊接，這也是通過(guò)多臺(tái)自動(dòng)焊接機(jī)器人采用激光焊接完成，完成焊接的車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成是通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸送帶送到車身總成拼裝焊接生產(chǎn)線。 

4.車身總成拼裝焊接工序 

通用公司轎車車身總成焊接運(yùn)送系統(tǒng)也是采用傳送線式，工作間用吊鉤沿排擠道輸送、提升及下降，各分裝組之間的定位誤差答應(yīng)值也約為1毫米。車身總成拼裝采用自動(dòng)線，該自動(dòng)線具有自動(dòng)定位、自動(dòng)夾緊、自動(dòng)裝卸能力。 

車身總成拼裝臺(tái)的輸送帶采用大馬力機(jī)械輸送裝置，能在8秒鐘內(nèi)完成正確分度。車身總成拼裝臺(tái)首先將底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成通過(guò)隨行夾具自動(dòng)放在車身總成拼裝臺(tái)上，并在規(guī)定的工位中進(jìn)行正確定位和夾緊，然后將左、右側(cè)圍總成也通過(guò)隨行夾具自動(dòng)移進(jìn)車身總成拼裝臺(tái)，按規(guī)定工位進(jìn)行定位和夾緊，整體式車頂則由隨行夾具通過(guò)排擠輸送線送到車身總成拼裝工位，然后按規(guī)定工位進(jìn)行定位和夾緊。當(dāng)這些總成定位和夾緊完畢后，開(kāi)始對(duì)車身總成車身的關(guān)鍵部位按要求進(jìn)行焊縫焊接。 

為保證車身總成有足夠的剛度，車身結(jié)構(gòu)尺寸有足夠的精度，車身1600個(gè)焊縫中的90%以上由70余臺(tái)自動(dòng)焊接機(jī)器人進(jìn)行激光焊接。完成車身結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)定定位焊縫的焊接后，隨行夾具將自動(dòng)移往，車身總成離開(kāi)移動(dòng)式車身總成拼裝線進(jìn)進(jìn)專用輸送系統(tǒng)。在專用輸送系統(tǒng)兩邊有多臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)來(lái)完成車身總成其余焊縫的激光焊接，每臺(tái)自動(dòng)焊機(jī)都按規(guī)定的程序正確地重復(fù)一系列規(guī)定動(dòng)作指令，全部完成后，車身總成自動(dòng)進(jìn)行車門(mén)等部件裝配，然后進(jìn)進(jìn)油漆車間。 

轎車車身總成拼裝焊接的質(zhì)量控制 

1.焊接強(qiáng)度檢查 

轎車四門(mén)兩蓋總成、車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成和左、右側(cè)圍總成焊點(diǎn)的焊接強(qiáng)度，一般采用焊接非破壞性檢查、焊接破壞性檢查和超聲波檢查等方法，并由破壞性試驗(yàn)室來(lái)控制這些評(píng)定和分析這些評(píng)定數(shù)據(jù)。 

焊接非破壞性檢查是按照鑿檢圖要求的頻次、方法、判定準(zhǔn)則對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的評(píng)定，一般由操縱工人完成。操縱工人按照規(guī)定頻次先清理總成焊接件焊點(diǎn)數(shù)目和外觀質(zhì)量是否符合規(guī)定, 然后將專用鑿子插進(jìn)焊點(diǎn)3～10mm處，到焊點(diǎn)內(nèi)端平后，上下板動(dòng)鑿子檢查焊點(diǎn)是否松動(dòng)，隨后拔出鑿子，用0.5～1鎊錘子還原零件，假如焊點(diǎn)松動(dòng)，則填寫(xiě)焊點(diǎn)缺陷記錄，說(shuō)明缺陷部位及種類。 

焊接破壞性檢查是按照焊接破壞性作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的規(guī)定項(xiàng)目、頻次和要求，對(duì)總成焊點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行判定，一般由經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)的檢驗(yàn)員完成。檢查方法是利用液壓張力鉗或氣動(dòng)鑿子將所有焊點(diǎn)撕開(kāi)，對(duì)母材上留下的撕洞和焊核進(jìn)行檢查。對(duì)撕洞檢查是否燒穿、是否存在不可接受的焊接裂紋等缺陷；對(duì)焊核則是用游標(biāo)卡尺檢查其尺寸，如符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則焊點(diǎn)合格，否則為分歧格，并對(duì)填寫(xiě)焊點(diǎn)缺陷記錄，說(shuō)明缺陷部位及種類。 

超聲波檢查近期已被國(guó)外汽車企業(yè)廣泛采用，一般由經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)檢驗(yàn)員完成。其方法是技術(shù)職員預(yù)先根據(jù)各種不同總成的板材配置，設(shè)計(jì)各種不同檢測(cè)計(jì)劃，檢驗(yàn)職員只需按照檢測(cè)計(jì)劃要求將超聲波檢測(cè)儀放置到被檢測(cè)總成，便能檢查出焊點(diǎn)質(zhì)量。需要指出的是，超聲波檢測(cè)儀開(kāi)始操縱前，要事先核對(duì)檢測(cè)程序是否正確，并檢查檢測(cè)儀外接設(shè)備是否正常。 

2.焊接尺寸檢查 

轎車四門(mén)兩蓋總成、車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成、左、右側(cè)圍總成和車身總成焊接尺寸，一般應(yīng)用總成檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣架、柔性檢具、激光丈量?jī)x和懸臂三座標(biāo)丈量?jī)x檢測(cè)，并由三坐標(biāo)測(cè)試室控制檢測(cè)和分析檢測(cè)數(shù)據(jù)。 

四門(mén)兩蓋總成的焊接尺寸一般用標(biāo)準(zhǔn)樣架進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，以確定焊接尺寸是否符合規(guī)定。由于車身底板發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成和左、右側(cè)圍總成外形復(fù)雜，制造和使用標(biāo)準(zhǔn)樣架難度較大，國(guó)外汽車企業(yè)一般采用柔性檢具對(duì)這些總成的焊接尺寸進(jìn)行檢測(cè)。 

對(duì)轎車車身總成焊接尺寸的檢測(cè)，國(guó)內(nèi)轎車生產(chǎn)企業(yè)一般采用懸臂三座標(biāo)丈量?jī)x，而國(guó)外轎車企業(yè)目前已廣泛采用激光丈量?jī)x對(duì)車身總成焊接尺寸進(jìn)行檢測(cè)。激光丈量?jī)x一般放在車身總成焊接線末端，焊接完工的車身總成通過(guò)激光丈量?jī)x，便完成了車身總成焊接尺寸的檢測(cè)。 

需要指出的是，每批轎車的各類總成檢測(cè)采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)在相同生產(chǎn)工藝狀況下完成，并保持每批轎車各類總成的生產(chǎn)批號(hào)。經(jīng)檢驗(yàn)合格的各類總成應(yīng)按批號(hào)建立發(fā)放記錄，以備追溯性檢查使用。凡在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)各類總成的缺陷產(chǎn)品，必須按生產(chǎn)批號(hào)做好檢驗(yàn)記錄和匯總分析，同時(shí)由相關(guān)部分制訂糾正措施和進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。 

總之，車身總成拼裝工藝是一個(gè)不斷更新、發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，隨著國(guó)內(nèi)外汽車企業(yè)對(duì)轎車拼裝工藝研究的不斷深進(jìn)，及針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)措施的逐步完善，轎車拼裝技術(shù)水平還將進(jìn)一步進(jìn)步。 (end)