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焊接工（gōng）藝分析

發布時（shí）間：2022-02-15 08:20:23 瀏覽次數：

汽車產品開發是1項複雜的係統工程（chéng），一般（bān）可劃分為（wéi）5個階段：項目策劃階段、概念設計（jì）階段、工程設計階段、生產準備階段、生產階段。為了提高產品質量、縮短產品開發周期、降低成本，工程設計與產品設計同步進行，工（gōng）藝部門在產品開發各階段，結合（hé）生產線實（shí）際情況，從工藝可行、質量控製、成本等方麵評審，並（bìng）與產品設計部門達（dá）成最終解決方案（àn）。現對（duì）汽車開發不同階段的焊（hàn）裝（zhuāng）領域工藝評審內容進行簡要分析。

產品在（zài）策劃階段，產品造型師根據輸入的新車型（xíng）的基本概念、車型定義等信息，設計出效果圖，效果圖（tú）隻顯示出產品的主要輪廓和關（guān）鍵點的造型特點。

概念設計階段，產品設計師根據通過評審的效果（guǒ）圖，發放A級（jí）表（biǎo）麵（Concept A-Surface，CAS）[1]數據，CAS數據即外表麵數據，用於展示（shì）產品（pǐn）效（xiào）果及初步（bù）分析（xī）工藝可（kě）實現性，分為內CAS數據（內飾（shì））和外CAS數據（外（wài）部造型（xíng））。

工藝領域對造型效果（guǒ）圖進行評審，通過造型分析，預判車（chē）身結構形式在焊裝領（lǐng）域的工藝性，提出合理建議，從而達到工藝可實現性與（yǔ）合理性，降低焊裝工藝難度，降低生準投資，提升質（zhì）量。

效果圖（tú）隻是大（dà）概顯示出產品的主要輪廓（kuò）和關鍵點的造型（xíng）特點，焊裝工藝評審問題不多（duō），提出的評（píng）審問題（tí）如果產品采納則會對產品造型進行改動。

焊裝領域針對（duì）造型的工藝評審維度主（zhǔ）要（yào）有如下7個方麵。

2.1 通過性

考（kǎo）慮車身、側圍、頂蓋產品的尺寸（cùn）和（hé）工藝內容等信息在已有生產線上（shàng）的通過性。如圖1某車型頂（dǐng）蓋與側圍區域造型所（suǒ）示，頂蓋與側圍的拚接處縫隙很（hěn）小，沒有（yǒu）傳統的裝飾條的（de）安裝空間，所以判斷此處（chù）會設計成（chéng）激光焊（hàn），該（gāi）工（gōng）藝現有生產線無法實現，必須提（tí）出工藝評審，建（jiàn）議將此（cǐ）處（chù）改為點焊工藝。

圖1 某車型頂蓋與側圍區（qū）域造型

2.2 降低工藝難度

車身（shēn）分縫、棱線、特征點的搭接（jiē）關係盡量少，降低匹配和調（diào）整的難度。如圖2某車型翼子板與前（qián）蓋匹配區域（yù）所（suǒ）示，翼子板與前蓋匹配區域需要保證的特征點過（guò）多，調整的方向也（yě）較多，調（diào）整困難，提出（chū）工藝評審（shěn）建議，減少匹配方向。

圖2 某車型翼子板（bǎn）與前蓋匹配區域

2.3 降（jiàng）低（dī）生準投資

考（kǎo）慮外表麵衝壓零件分塊方式（shì）對焊裝麵積、投資和質量的影響，建議（yì）外表麵零件盡（jìn）量減少分（fèn）塊。

2.4 提升質量

考慮門蓋（gài）的形狀特征對包邊壓合可實現性和（hé）外表麵質量的影響。如圖3（a）某車型後蓋造型所示，其後蓋（gài）前（qián）部尖角為銳角，壓合壓料設置困難，容易引起角部塌角和角部坑質量問題，建議改為圖3（b）所示的直角或（huò）者鈍角。

圖3 某車型後蓋造型

2.5 考慮車身焊接可達（dá）性（xìng）

如後蓋燈口、側圍尾燈口（kǒu）處預留出足夠的焊接空間。如下圖4某車型側圍後尾（wěi）燈造型所示，側圍後尾燈端部過窄、夾角（jiǎo）小且延伸尺寸較大，由於空間限製很難實現點焊，建議更改（gǎi）為冷金屬過度焊或者更改造型（xíng）。

圖（tú）4 某車型側圍後尾（wěi）燈造型

2.6 結（jié）構穩定性

如圖5某（mǒu）車型翼子板與A柱搭接區域造型，翼子板與（yǔ）A柱匹（pǐ）配區域為搭接結構，翼子板與側圍大麵積無連接（jiē），有翹邊風險，建議更改此處造型（xíng）。

圖5 某車型（xíng）翼子板與A柱搭（dā）接區域造型

2.7 基因問（wèn）題規避

由於造型設（shè）計帶來的質量問題，必（bì）須在造（zào）型階段提出。如圖6(a)所示，某車型投產後出現過大天窗頂蓋坑的問題，此問題難以通過（guò）工藝解決，在新車（chē）型（xíng）造型階段（duàn）就要提出，建議增加加強筋（jīn）規避此問題，如圖6（b）所示。

圖6 某車（chē）型頂蓋坑質（zhì）量問題

車身主斷麵設（shè）計是汽車（chē）車身設計（jì）中的重要環節，它貫穿（chuān）於整個汽車車身設計開發過程中。從車身油泥模型製作開始（shǐ）到車身（shēn）結構設計完成（chéng）的整個過程中，它是車身造型（xíng）階段（duàn）工程可行性分析的重要手（shǒu）段與工具，是指導車身結構設計的重要（yào）依據。

車（chē）身主斷麵定義了零件之間的結構斷麵形式、搭接關係、可裝配性、塗膠結構、工具可操作性等關係，通過工藝評審可以在結構設計前提前發現（xiàn）並解（jiě）決一些問題。

焊裝主斷麵工藝評審主要從以下方（fāng）麵進行。

3.1 焊接搭接邊長度

焊（hàn）接搭接邊長度是（shì）主斷麵評審的（de）一項重（chóng）要內容，一般要求焊接邊≥12 mm，如圖（tú）7所示某車（chē）型（xíng）B柱主斷麵結構，焊接邊隻有10 mm，存在焊接（jiē）質量不良的問題，要求將焊接邊加大到12 mm以上。

圖7 某車型B柱主斷（duàn）麵結（jié）構（gòu）問題

3.2 零件間幹涉（shè）性檢（jiǎn）查

通過（guò）斷麵評審發（fā）現數據上存在的幹（gàn）涉點。如圖8所示，某車型加油口座下部與側圍外板搭接處在上件過程中存在幹涉點，需要消除幹涉。

圖8 某（mǒu）車（chē）型加油口座下部與側圍外（wài）板搭接處幹涉問題

3.3 結構強（qiáng）度評審

主要評審安裝裝（zhuāng）配中產品的結構強度、穩定性等質量問題。如圖9所示某車型後保（bǎo）險杠下固定支架結構過長，強度不足易變形，影響安（ān）裝質量（liàng），建議（yì）減短後保險杠固定（dìng）支架（jià）結構，增加強度。

圖9 某車型後保險杠（gàng）下固定支架

3.4 包邊尺寸

壓合包邊是主斷（duàn）麵評審中重（chóng）要部分，主要評（píng）審包邊長度和內外板間隙，包邊太短影響包邊（biān）效（xiào）果，內外板間（jiān）隙太（tài）小，則存在幹涉風（fēng）險。如圖（tú）10（a）所示，前門外板與加強板搭接麵為3.3 mm，影響包邊效果。建議參（cān）照圖10（b）所示壓合包邊評審標準修改搭接（jiē）麵為5～8 mm。

圖10 壓合（hé）包邊問（wèn）題及評審標準

3.5 裝配操作（zuò）性

裝配操作性評審（shěn）是對人工操作可行性和便（biàn）利性進行評審。如圖（tú）11某車型後門安裝鉸鏈時為（wéi）2個相反方（fāng）向（xiàng）作業，操作不便，要求改為車身外部安裝螺栓。

圖11 某車型後門安裝鉸（jiǎo）鏈操作問題（tí）

在產品造型設（shè）計後的車身結構（gòu）設計階段，設計師會發放（fàng）白車身結構數據，包括車身數據、焊點數據、塗膠數據、加工基準、BOM等（děng）信息。從首版結構數據發放到數據凍結（jié）前，工藝部門會根據不同版數據持續提出工藝評審，評審主要是針對產品裝配性、焊接工藝性、加工基準合理性、夾具可實現性、借用件、塗膠、生產線的通過性、節拍合理性等方麵，提高產品製造過程中的質量，降（jiàng）低投資，規避停台風險。

4.1 裝配可行（háng）性

a.零件（jiàn）層級結構分析，層級結構決定了（le）工藝，要求（qiú）各分總成裝配順序與原有工藝一致，且結構簡化。如圖12（a）中，某車型設計時側圍（wéi）內板A柱、C柱在B柱處搭接，且塗膠在不（bú）同件上，需（xū）二次塗膠，建議如圖12（b）所示將C柱與B柱不搭接。

b.零件（jiàn）裝配幹涉檢查，分動態和靜態檢查。靜態幹涉檢查包括零件搭接（jiē）R角，非焊接麵（miàn）的間隙。動態檢查即模擬實際裝配過程，保證零件（jiàn）無（wú）幹涉。如圖13所示在裝配（pèi）側圍C柱總成過程中與（yǔ）側圍外板幹涉，使外板變形或（huò）者裝配不到位（wèi），建議將幹涉部（bù）位切除。

圖12 某車型B柱搭接結構

圖（tú）13 某車型裝配過程（chéng）中幹涉問題

c.防（fáng）錯檢查分析，主要關注結構對稱或者相似的（de）零（líng）件，防錯方（fāng）法主要是在零件上使用數（shù）字、字母、箭頭或開孔（kǒng）進行（háng）標（biāo）識（shí）防錯。如圖14所（suǒ）示，某車型頂（dǐng）蓋行李箱支架為非對稱件，螺柱左右兩側差異較（jiào）小，容易裝反，建議增加工藝缺（quē）口進行防錯。

d.工具操（cāo）作性分（fèn）析，應盡可（kě）能與現有生產（chǎn）線的通用（yòng）裝配（pèi）工具共用，保證操作空間足夠，降低操（cāo）作難度。

圖14 某車型頂蓋行李箱支架防錯裝（zhuāng）問題

4.2 焊接（jiē）工藝性

a.焊裝工藝（yì）主（zhǔ）要有點焊、凸焊、螺柱焊、CO2焊、MIG（熔化極氣體保護電弧（hú）焊）焊、CMT（冷金屬過（guò）渡焊）、激光焊（hàn）等工藝，要分析是否有超出已有（yǒu）焊接工藝範圍的工藝（yì）。

b.焊接工藝的選擇，考慮特殊部位選擇不同的焊接工藝對零件質量的影響，如圖（tú）15所示（shì）,某車型後背門尾燈處設計為CO2焊工藝，由於後門（mén）外板為薄板（bǎn），CO2焊熱（rè）量大，外（wài）表麵容易（yì）變形，建議改為點焊，消除質量隱患。

圖15 某車型後背門尾燈處工藝問題

c.焊接可達性，即考慮零件結構、尺（chǐ）寸、形狀（zhuàng）與預估的夾具結構、焊鉗是否存在幹涉、障礙、刮碰，能否順利實現焊接。重點關注狹小空間、形（xíng）狀複雜零件。通過（guò）評審確保工藝（yì）性良好，保證點焊、凸焊、螺柱焊、弧焊（hàn）等焊接操作的順利進行。

如圖（tú）16所示，某車型螺柱焊時螺柱周圍空間不足，為保證定位精度，螺柱焊時焊槍（qiāng）需使用焊接樣板，一般為（wéi）圓形襯套導向，直徑50 mm左右，因此焊（hàn）接部位（wèi）需要保證足夠的焊接空間。

圖16 某車型螺（luó）柱（zhù）焊工藝問（wèn）題

4.3 加工基準的合理性（xìng）評審（shěn）

加工基準評審主要目的（de）是簡化夾具結構（gòu），降低製造成本，提高操作便（biàn）利性。如圖17所示，某車型側圍內板基（jī）準孔所在平麵角度的存在，使得定位機構需要（yào）傾斜設計，連接機構複（fù）雜，評審後取（qǔ）消凸（tū）台，使定位麵與X麵（miàn）平行，簡（jiǎn）化了結構（gòu），優化了焊接空間。

圖17 某車型側圍內板（bǎn）基準孔問題

4.4 夾具（jù）的可實現性

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