如何有效實施轎車車身拼裝工藝

目前，國內(nèi)外汽車企業(yè)對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)計改進、車身焊接工藝改進、廠房擴建和設(shè)備更新的同時，還積極采用激光焊接、多頭自動焊機、焊接機器人、在線丈量和混合式拼裝自動線等新技術(shù)、新工藝，以及改進輸送線等各種途徑，旨在規(guī)劃出既能實施柔性化生產(chǎn)，又能確保產(chǎn)品質(zhì)量好、制造工藝簡單、生產(chǎn)周期短和投資本錢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)選用不同的焊機設(shè)備和確定不同的檢測設(shè)備。為保證這些焊機的焊接電弧電壓穩(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)；車身拼裝焊接過程中會產(chǎn)生大量廢氣，為保證檢測設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命，必須在車間安裝排風裝置、在三坐標測試室裝安裝溫控裝置。車身拼裝采用的循環(huán)水冷卻和氣體保護等焊接方法，對循環(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)備和檢測設(shè)備的能力要求。首先，選購的檢測設(shè)備和焊機均需具有良好而穩(wěn)定的機械性能和電氣性能；其次，各類焊機達要到其加工產(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級調(diào)節(jié)；最后，檢測設(shè)備和焊接設(shè)備要能滿足大批量、高效率生產(chǎn)目標，檢測設(shè)備和焊機還應(yīng)適應(yīng)產(chǎn)品多品種檢測能力和焊接能力，及多種生產(chǎn)節(jié)拍連線生產(chǎn)的調(diào)整要求。 

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

2﹒工藝方法的確定 

轎車車身總成工藝評定要針對以下幾點來考慮： 

（1）焊接工藝評定目的。其評定目的是針對不同的產(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，對各種焊接設(shè)備參數(shù)和焊接工藝參數(shù)進行確定。 

（2）焊接工藝評定內(nèi)容。其主要內(nèi)容是通過確定的焊接環(huán)境要求、產(chǎn)品原材料、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）和板材焊前剖口外形和角度以及質(zhì)量檢驗方法，來選定最佳的焊接方法、焊接順序和焊接易損件（電極和導電嘴）更換頻次，來選擇最公道的焊接設(shè)備參數(shù)（輸進電源、額定焊接電流、工作電壓、額定負載持續(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、焊接鋼種、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）等情況提出“產(chǎn)品焊接工藝評定任務(wù)書”；該任務(wù)書應(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、保護氣體）、檢測項目等要求，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)書執(zhí)行，并由焊接工程師根據(jù)產(chǎn)品實物質(zhì)量和有效性，來確定焊接工藝和焊接設(shè)備。 

3、檢測項目的確定 

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

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

（3）檢驗手段的配備。為實現(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，必須針對不同的產(chǎn)品特點、工藝特點、各部件焊接生產(chǎn)實際過程的生產(chǎn)節(jié)拍，來確定合適的檢測手段，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 

1.四門兩蓋總成焊接工序 

國外汽車企業(yè)為實現(xiàn)四門兩蓋總成外表美觀、產(chǎn)品安全，首先從產(chǎn)品設(shè)計改進出發(fā)。如通用公司某轎車的四門兩蓋總成原有900多個零件，通過采用大型鈑金件和組合件代替小型零件的設(shè)計改進，減少了45%左右的零件使用量；其次是通過工藝革新來確保產(chǎn)品安全性。該公司采用多功能點阻焊機進行門蓋內(nèi)外板、加強板和車蓋防撞板焊接，同時應(yīng)用先進的涂膠及折邊工藝，減輕了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重量，進步了產(chǎn)品外表面平整度、強度、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)計結(jié)構(gòu)復雜，國外汽車企業(yè)原本用移動式點焊槍進行手工焊接。為進步生產(chǎn)效率，通用公司首先對移動式點焊槍進行改進，以減少焊接總次數(shù)，達到自動焊接；同時對左、右側(cè)圍總成焊接線進行改造，安裝轉(zhuǎn)盤式輸送機和可交替動作的左、右側(cè)圍焊接夾具，實現(xiàn)一面自動裝夾，一面自動焊接，一面使零部件按規(guī)定生產(chǎn)節(jié)拍用機械傳送帶搬運，并在所有用于拼裝的自動焊機上安裝電子眼，以防意外操縱。 

其次對左、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，從而實現(xiàn)裝配簡便、牢固和清潔；對左、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步，通用公司還采用粘結(jié)工藝來結(jié)合內(nèi)部緩沖塊、加強塊和十字架強筋，同時采用高頻加熱器加熱新工藝。這些新工藝的使用，不僅減少了處理時間，產(chǎn)品質(zhì)量也獲得大幅度進步。 

3.車身底板發(fā)動機艙總成焊接工序 

車身底板發(fā)動機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)動機艙總成焊接運送系統(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)動機艙總成拼裝在移動式拼裝臺完成，這個焊接平臺由五個工位的拼裝臺組成，每個拼裝臺都有軌道連接，要焊接的零部件均通過動力驅(qū)動輸送帶送到工位，并在移動輸送帶上自動分度，從而使底板發(fā)動機艙總成在拼裝臺規(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，是通過多臺自動焊接機器人分別完成底板和發(fā)動機艙的激光焊接；第五工位工作內(nèi)容是車身底板發(fā)動機艙總成的拼裝焊接，就是將完成焊接的底板和發(fā)動機艙合攏后焊接，這也是通過多臺自動焊接機器人采用激光焊接完成，完成焊接的車身底板發(fā)動機艙總成是通過動力驅(qū)動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線，該自動線具有自動定位、自動夾緊、自動裝卸能力。 

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

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個焊縫中的90%以上由70余臺自動焊接機器人進行激光焊接。完成車身結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)定定位焊縫的焊接后，隨行夾具將自動移往，車身總成離開移動式車身總成拼裝線進進專用輸送系統(tǒng)。在專用輸送系統(tǒng)兩邊有多臺自動焊機來完成車身總成其余焊縫的激光焊接，每臺自動焊機都按規(guī)定的程序正確地重復一系列規(guī)定動作指令，全部完成后，車身總成自動進行車門等部件裝配，然后進進油漆車間。 

轎車車身總成拼裝焊接的質(zhì)量控制 

1.焊接強度檢查 

轎車四門兩蓋總成、車身底板發(fā)動機艙總成和左、右側(cè)圍總成焊點的焊接強度，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，并由破壞性試驗室來控制這些評定和分析這些評定數(shù)據(jù)。 

焊接非破壞性檢查是按照鑿檢圖要求的頻次、方法、判定準則對焊點質(zhì)量的評定，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焊點3～10mm處，到焊點內(nèi)端平后，上下板動鑿子檢查焊點是否松動，隨后拔出鑿子，用0.5～1鎊錘子還原零件，假如焊點松動，則填寫焊點缺陷記錄，說明缺陷部位及種類。 

焊接破壞性檢查是按照焊接破壞性作業(yè)指導書的規(guī)定項目、頻次和要求，對總成焊點質(zhì)量進行判定，一般由經(jīng)過專門培訓的檢驗員完成。檢查方法是利用液壓張力鉗或氣動鑿子將所有焊點撕開，對母材上留下的撕洞和焊核進行檢查。對撕洞檢查是否燒穿、是否存在不可接受的焊接裂紋等缺陷；對焊核則是用游標卡尺檢查其尺寸，如符合標準要求，則焊點合格，否則為分歧格，并對填寫焊點缺陷記錄，說明缺陷部位及種類。 

超聲波檢查近期已被國外汽車企業(yè)廣泛采用，一般由經(jīng)過專門培訓檢驗員完成。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)計各種不同檢測計劃，檢驗職員只需按照檢測計劃要求將超聲波檢測儀放置到被檢測總成，便能檢查出焊點質(zhì)量。需要指出的是，超聲波檢測儀開始操縱前，要事先核對檢測程序是否正確，并檢查檢測儀外接設(shè)備是否正常。 

2.焊接尺寸檢查 

轎車四門兩蓋總成、車身底板發(fā)動機艙總成、左、右側(cè)圍總成和車身總成焊接尺寸，一般應(yīng)用總成檢測標準樣架、柔性檢具、激光丈量儀和懸臂三座標丈量儀檢測，并由三坐標測試室控制檢測和分析檢測數(shù)據(jù)。 

四門兩蓋總成的焊接尺寸一般用標準樣架進行抽樣檢驗，以確定焊接尺寸是否符合規(guī)定。由于車身底板發(fā)動機艙總成和左、右側(cè)圍總成外形復雜，制造和使用標準樣架難度較大，國外汽車企業(yè)一般采用柔性檢具對這些總成的焊接尺寸進行檢測。 

對轎車車身總成焊接尺寸的檢測，國內(nèi)轎車生產(chǎn)企業(yè)一般采用懸臂三座標丈量儀，而國外轎車企業(yè)目前已廣泛采用激光丈量儀對車身總成焊接尺寸進行檢測。激光丈量儀一般放在車身總成焊接線末端，焊接完工的車身總成通過激光丈量儀，便完成了車身總成焊接尺寸的檢測。 

需要指出的是，每批轎車的各類總成檢測采集到的數(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。經(jīng)檢驗合格的各類總成應(yīng)按批號建立發(fā)放記錄，以備追溯性檢查使用。凡在檢驗中發(fā)現(xiàn)各類總成的缺陷產(chǎn)品，必須按生產(chǎn)批號做好檢驗記錄和匯總分析，同時由相關(guān)部分制訂糾正措施和進行質(zhì)量改進。 

總之，車身總成拼裝工藝是一個不斷更新、發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，隨著國內(nèi)外汽車企業(yè)對轎車拼裝工藝研究的不斷深進，及針對產(chǎn)品質(zhì)量改進措施的逐步完善，轎車拼裝技術(shù)水平還將進一步進步。 (end)