汽车车身焊装的工艺设计与工装设计探究

韩颖 杨扬 王通

摘要：在汽车工业中，汽车车身是一个复杂的结构体。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以焊接是现代车身制造中广泛应用的制造工艺之一。汽车焊装工艺质量直接影响了汽车制造的规模大小、汽车生产过程中的工作效率和汽车的质量。因此，加强汽车焊装工艺设计和优化，成为汽车制造专业人员不可忽视的问题之一。本文将结合笔者工作实际，对汽车车身焊装的工艺设计进行了相关探讨分析，以供参考。

关键词：汽车制造;车身焊装;焊接工艺

汽车是人们非常重要的交通工具之一，提高汽车白车身焊接质量能够提升汽车的总制造质量，这对降低交通事故具有促进作用。所以，要重视汽车车身的焊接工作，进而逐步改善汽车总制造质量。目前，市场上多数车身结构是钢制冲压件为主体的单体式车身，很多冲压件经过凸焊、气体保护焊、电焊等工艺连成一个车体。因为钢制冲压件厚度都很薄，薄板冲压件焊接质量标准及焊接工艺具有自己独特的特点，实际焊接过程中要严格控制车身的焊接标准。因此，为了提高汽车工业制造质量，应该在汽车车身方面大力推广焊接新技术。

一、车身焊接工艺的特点

1.1焊接材料及结构

汽车车身焊接工作所使用的材料都是一些可焊性较好的钢板，能够适用于多种焊接工艺。但是焊接材料通常厚度不大，刚性较差，因而容易发生变形的情况。在焊接零件的结构方面，根据实际情况的观察，大部分所用的焊接散件都是空间曲面的冲压成形件，结构比较复杂。因此，很多时候不仅会发生变形，甚至还会发生回弹变形的情况。

1.2车身焊接方法

通常情况下，汽车制造过程中用得最多的焊接方法就是电阻焊以及二氧化碳气体保护焊。相对于电阻焊来说，二氧化碳气体保护焊的适用情况更多，对夹具结构的要求标准更低。电阻焊对夹具的要求会较高，特别是多点焊等情况。

1.3车身焊接工艺的程序

汽车焊接的基本原理是在组件与部件以及总成的一个组合当中，组合到组合之间的一个流程。组件到车身的每一个焊接过程，都是相对独立的，但又具有一定的顺序。所以，组件的焊接工艺水平将会直接关系到整个车身总成的焊接效果，最终直接影响到整个车身的焊接质量和水平。因此，在实际的车身焊接过程当中，应当重视对各相互联系的组件、部件、车身进行整体考虑，各散件之间、夹具的定位等都应当做到统一与连续，从而为最终的汽车产品的质量提供有力的保障。

二、汽车车身焊装的工艺设计与工装设计

2.1点焊工艺

为了控制点焊的质量，在利用点焊焊接工艺施工时要注意一些问题：首先，要严格控制零件料厚比。因为加热板件过程中，板件极易受焊接电流与时间的影响，因此，要防止不同零件料的厚比差较大问题，防止焊接质量受到影响。其次，有效控白车身边缘和焊點间距离。一般情况下，汽车白车身边缘和焊点间距离要等于0.8倍薄板厚度和0.2倍厚板厚度，大量的实践充分证明，进行点焊时如果薄板厚度太大，车身零件就会有起翘问题出现。控制焊点间距过程中要充分结合车身的刚度要求，防止刚度分流现象出现;最后，要有效控制焊接空间和焊接面。为防止焊接白车身过程中存有虚焊问题，要确保不同薄板间焊接面都贴合，合理布置点焊缝位置。焊接空间方面，应该尽可能的让X型焊枪和C型焊枪和焊接头接近。

2.2缝焊工艺

缝焊类似于持续不断的点焊工艺，是由许多彼此互相重叠的焊点组成的。所不同的是点焊使用的是柱状电极，而缝焊用的是滚盘状电极，这种电极可以旋转。由于缝焊所需要的分流电流较大，因此，在焊接时，要加大其电流，根据体数值视材料厚度和点距，通常比点焊增打五分之一至五分之三之间。对于非气密性接头，焊点间距可在很宽的范围内变化，甚至可以使各相邻焊点相互分离，成为缝点焊。缝焊工艺参数主要是根据被焊金属的性能、厚度、质量要求和设备条件来选择，通常可参考已有的推荐数据初步确定后再通过工艺试验加以修正。

2.3凸焊工艺

由于凸焊是运用车身凸点来接触焊接，接触面的单位面积电流与压力都会随之提升，可以集中巨大热量，使车身板件的外表面氧化膜发生破裂，分流电流就会变小。利用凸焊工艺进行焊接时可以实现多点凸焊，接头变形不仅会减轻，焊接效率也能够有很大程度提高。利用凸焊焊接工艺焊接之前，要注意先冲制车身凸起位置，所以，和其他焊接工艺相比，凸焊工艺更要做好焊接前的准备工作，合理制定焊接工序，充分准备焊接设备。

2.4 CO2气体保护焊

CO2气体保护焊具有较小的铁锈敏感性，能够实现焊接自动化与机械化，所以，CO2气体保护焊运用的十分广泛。运用CO2气体保护焊过程中，需要注意其规范参数非常多，例如：电弧电压、CO2流量、焊丝尺寸、焊接速度、焊接电流等等，焊接前一定要合理选择这些参数，必须以保证焊接质量为前提，然而再尽量提高焊接效率。

2.5激光焊接

激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接工艺通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。用激光可以焊接一些要求强度高、变形小，用传统方法无法焊接的特种材料的汽车零部件。激光焊接时不与车身的焊接部位接触，以激光器输出并经光源聚焦的高能量密度的激光作为热源，对车身焊接部位进行熔化焊接。

2.6胶接点焊工艺

点焊接头因为受载将给焊点位置带来很大的应力，尽管胶接接头在抗疲劳方面性能较好，可是其在静强度方面较差，严重的话接头性能会由于胶层变得老化而逐渐减弱。所以，为了进一步提高点焊接头在抗疲劳方面的性能，建议使用一种新工艺，也就是胶接点焊，该工艺可以将胶接以及电阻点焊有效复合，在工件将要进行点焊的位置涂抹部分胶接着开展点焊工作。通过这种方式可以有效的增强胶焊接头的静强度，还能提高胶接接头的抗疲劳性以及密封性等，并且提高了它的声学性能。

2.7等离子焊接工艺

该技术具体运用过程是这样的，在实施焊接时会产生一种等离子束，该等离子束非常有力，能很好的融化材料，由于等离子弧度会逐渐移动，焊孔将随其移动而慢慢闭合，这样的话会最大程度的降低焊接对象发生形变的可能性，直到实现了这样一种程度为止，即通过肉眼是不能辨别的。

三、结语

随着我国汽车行业的不断发展，我国已经出现了许多自主的汽车品牌，在进行汽车焊接生产的时候，必须要注重对于焊接工艺和焊接器具的选择，因为他们对于汽车焊接质量和汽车质量都有着重要的影响。在对车身进行焊接的过程中，并不是说生产线的自动化率越高就越好，而是应该综合多个方面的因素，以保证汽车质量作为大前提，然后再选择合理的焊接工艺，使得焊接生产自动化能够得到有效保障的同时，生产线的成本也能够降到最低。

参考文献

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