淺析汽車車身的焊接工藝設(shè)計(jì)

引言

作為汽車車身生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，其焊接的關(guān)鍵地位不言而喻。該項(xiàng)課題的研究，將會更好地提升對汽車車身的焊接工藝設(shè)計(jì)的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項(xiàng)設(shè)計(jì)工作的最終整體效果。

1 概述

汽車是人們非常重要的交通工具之一，提高汽車白車身焊接質(zhì)量能夠提升汽車的總制造質(zhì)量，這對降低交通事故具有促進(jìn)作用。所以，要重視汽車車身的焊接工作，進(jìn)而逐步改善汽車總制造質(zhì)量。目前，市場上多數(shù)車身結(jié)構(gòu)是鋼制沖壓件為主體的單體式車身，很多沖壓件經(jīng)過凸焊、氣體保護(hù)焊、電阻焊等工藝連成一個(gè)車體。因?yàn)殇撝茮_壓件厚度都很薄，薄板沖壓件焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及焊接工藝具有自己獨(dú)特的特
點(diǎn)，實(shí)際焊接過程中要嚴(yán)格控制車身的焊接標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，汽車車身焊接工藝對汽車整車制造質(zhì)量具有很大影響，因此，制造汽車過程中，要高度重視汽車白車身焊接工藝選擇，因?yàn)楹附庸に囀苡脩粢庀?、工藝水平、產(chǎn)品系列等因素影響，設(shè)計(jì)過程中必須全面考慮各工藝優(yōu)缺點(diǎn)及影響因素，結(jié)合廠家要求，不斷完善焊接工藝的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化焊接方法，全面考慮各種因素影響，確保車身焊接質(zhì)量滿足要求。

2 汽車車身焊接工藝的設(shè)計(jì)要素

為了確保汽車焊接工作的順利開展，在進(jìn)行焊接工藝設(shè)計(jì)時(shí)需具備如下要素：

①汽車車身數(shù)學(xué)模型。通常情況下，在汽車制造業(yè)中打開數(shù)模通常是采用 UG、Catia、ProE 等三維軟件來進(jìn)行，由此獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)汽車車身焊接工藝過程中，整車數(shù)模是由全部數(shù)模裝配而成，并從中獲取車身結(jié)構(gòu)尺寸以及零部件間的位置關(guān)系等參數(shù)。除此之外，還可以通過車身數(shù)模來制作出各種軸測圖以及剖面圖等。

②樣件、樣車。包括了汽車車身分總成、各大總成、總成以及沖壓件等內(nèi)容。

③整套產(chǎn)品圖紙。

④車身零部件明細(xì)表。包括了車身各部件的編號、名稱，標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量、規(guī)格以及沖壓件的數(shù)量、編號以及名稱等內(nèi)容。

3 汽車車身焊接工藝設(shè)計(jì)探討

工藝設(shè)計(jì)是焊接生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其他專業(yè)設(shè)計(jì)均以工藝設(shè)計(jì)文件為指導(dǎo)，工藝設(shè)計(jì)文件的深度必須滿足相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)需要。

3.1 平面布置

調(diào)整線：靠近油漆車間入口側(cè)布置，預(yù)留擴(kuò)能面積，兩種不同系列車型盡量分為兩條線布置，公用一個(gè)進(jìn)入油漆車間的通道。

車身線：靠近調(diào)整線布置，車身線與調(diào)整線之間以存放約 20 臺的車身總成為宜，側(cè)圍線分左右布置在車身線的側(cè)圍上件工位兩側(cè)，采用斜坡積放存儲輸送機(jī)存放側(cè)圍總成，并將側(cè)圍總成從地面送到車身線裝配平臺進(jìn)行側(cè)圍與底盤的預(yù)裝。

為降低投資風(fēng)險(xiǎn)，新車型投放宜采用滾動(dòng)發(fā)展模式，一款車型獲得市場認(rèn)可需要擴(kuò)大產(chǎn)能時(shí)再有計(jì)劃地在預(yù)留面積上實(shí)施二期、三期工程，這樣可以避免高投入低產(chǎn)出帶來的投資效益低下的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 流體設(shè)計(jì)

焊機(jī)冷卻水主水管宜使用不銹鋼管，分支管路設(shè)置過濾裝置，定期沖洗管路雜質(zhì)；每個(gè)分路的水管不宜接入設(shè)備過多，一般 8 臺左右。壓縮空氣管徑視設(shè)備耗氣量要求而定，接氣點(diǎn)至焊機(jī)的軟管不得小于 6 分管。用氣點(diǎn)到分支管接氣點(diǎn)不宜過遠(yuǎn)，過遠(yuǎn)的距離影響氣源使用質(zhì)量。

3.3 電力設(shè)計(jì)

電阻點(diǎn)焊設(shè)備用電特點(diǎn)是短時(shí)大容量用電，焊裝車間變壓器電力安裝容量不能簡單地將所有點(diǎn)焊設(shè)備功率相加得到總的電力容量，點(diǎn)焊設(shè)備功率相加的容量一般稱之為電力設(shè)計(jì)容量，電力安裝容量為設(shè)計(jì)電力容量乘以安裝系數(shù)，該系數(shù)與設(shè)備數(shù)量與汽車年設(shè)計(jì)綱領(lǐng)、設(shè)備功率、設(shè)備負(fù)載持續(xù)率相關(guān)，通常設(shè)備數(shù)量多、功率低、點(diǎn)焊設(shè)備負(fù)載持續(xù)率低、產(chǎn)品設(shè)計(jì)綱領(lǐng)高其系數(shù)較小。

3.4 工藝路線

為提高單位面積生產(chǎn)效率和人均生產(chǎn)率，應(yīng)減少零件自制率，盡量外委需要專業(yè)化生產(chǎn)的、宜于運(yùn)輸?shù)牧愫霞?。如：軸類零件、滾壓型腔類零件。零合件大量外委生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)：由于零部件企業(yè)可以從整車企業(yè)得到穩(wěn)定的訂貨，可以事先了解整車企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的計(jì)劃，從而進(jìn)行技術(shù)改造和設(shè)備更新，形成大批量的專業(yè)化生產(chǎn)，避免在激烈的競爭中被淘汰；對整車企業(yè)來說，通過與零部件企業(yè)的專業(yè)化分工，節(jié)約了投資，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，分散了風(fēng)險(xiǎn)，降低了成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。作為例外，前后保險(xiǎn)杠是高利潤產(chǎn)品，備件市場巨大，主機(jī)廠應(yīng)投資自制前后保險(xiǎn)杠。

3.5 分析焊點(diǎn)

一般而言，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)確定好焊點(diǎn)的重要程度、數(shù)量、位置與幅度等參數(shù)。但是，現(xiàn)階段部分業(yè)主并未出具產(chǎn)品圖紙而僅僅提供產(chǎn)品數(shù)模。在此情況下，則需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員來對焊點(diǎn)的主要參數(shù)進(jìn)行確定。

（1）確定定型焊點(diǎn)。汽車車身中較為復(fù)雜的構(gòu)件，常常需要經(jīng)過組裝與補(bǔ)焊等過程來完成焊接。在進(jìn)行工位組裝時(shí)，往往受到設(shè)備布置空間、生產(chǎn)節(jié)拍以及夾具空間占用情況等因素的限制，難以一次就將全部焊接工作完成，而是需要將其分為若干部分，并逐步完成焊點(diǎn)，最后，還要保證焊點(diǎn)能夠確保工件離開夾具時(shí)的尺寸與形狀，這就是我們通常所說的定型焊點(diǎn)（即點(diǎn)定點(diǎn)）。

（2）焊點(diǎn)分組。汽車車身的任一總成上均有很多焊點(diǎn)需要完成。所以，在設(shè)計(jì)工藝過程中應(yīng)當(dāng)對焊點(diǎn)分組。

（3）焊鉗初步選型。焊鉗初步選型即對焊點(diǎn)組數(shù)量進(jìn)行明確，也就是確定焊鉗的最小數(shù)量。以人工工位為例，車身的工程尺寸與形狀關(guān)系到焊鉗的吊掛形式（轉(zhuǎn)環(huán)、縱吊、橫吊）、焊鉗的形式（C 形、X 形）、電極形狀、行程、喉深、開口大小等內(nèi)容，并確定焊點(diǎn)的位置以及操作位置。如若無法通過模擬找出最佳焊鉗焊接的焊點(diǎn)，則應(yīng)當(dāng)重新設(shè)計(jì)焊鉗。

4 結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對汽車車身的焊接工藝設(shè)計(jì)的研究分析，對于其良好設(shè)計(jì)效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的汽車車身的焊接工藝設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體設(shè)計(jì)實(shí)施方案的科學(xué)性。