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焊接工藝（yì）分析

發布（bù）時間：2022-02-15 08:20:23 瀏覽次數：

汽車產品開發是（shì）1項複雜的係統工程（chéng），一般可劃分（fèn）為5個階段：項目策劃階段、概（gài）念設計階段、工程設計（jì）階段、生產準備階段（duàn）、生產（chǎn）階段。為了提高產品（pǐn）質量、縮短產（chǎn）品開發周期、降低成本，工程設計與產品設計同（tóng）步進行，工藝部門在產品開發各階段，結合生產線實際情況（kuàng），從工藝可（kě）行、質量控製、成本等方麵評審（shěn），並與產品設計部門達成最終解決方案。現對汽車開發不同階段的焊裝（zhuāng）領域工藝評審內容進行簡要分（fèn）析。

產品在策劃階段，產品造（zào）型師根據輸入的新車型的基本概念、車型定（dìng）義等信息，設計出效果圖，效果圖隻顯示出產品的主要（yào）輪廓和關鍵點的造型特點。

概念（niàn）設計階段，產品設計師根（gēn）據通過評審的效果圖，發放A級表麵（Concept A-Surface，CAS）[1]數據，CAS數據即外表麵數據，用於（yú）展（zhǎn）示產品效果及初（chū）步分析工藝可實現性，分為內CAS數據（內飾）和外（wài）CAS數據（外（wài）部造型）。

工（gōng）藝領域對造型效果圖進行評審（shěn），通過造型分析，預判車身結構（gòu）形式在焊裝領域的（de）工藝性，提出合理建（jiàn）議，從而達到工藝可實現性（xìng）與合理（lǐ）性，降低焊裝工（gōng）藝難度，降低生準投資（zī），提升質量。

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

焊裝領域針對造型的工（gōng）藝評審維度主要有如下7個方麵。

2.1 通過性

考慮車身、側圍、頂蓋（gài）產品的尺（chǐ）寸和工藝（yì）內容等信息在已有生（shēng）產（chǎn）線上的通過性。如圖1某車型頂蓋與側圍區域造型所示，頂蓋與側圍的拚接處（chù）縫（féng）隙很小，沒有傳統的裝飾條（tiáo）的安裝空間，所以判斷此處會設計成激光焊，該工藝現有生產線無法實現，必須提出工藝評審，建議將此處改為點焊工藝。

圖1 某車型頂（dǐng）蓋與側圍區域（yù）造型

2.2 降低工藝難（nán）度

車身分縫、棱（léng）線、特（tè）征點的搭接關係盡量（liàng）少，降低匹配和調整的難度。如圖2某車型翼子板與前蓋匹配區域所示，翼子板與前（qián）蓋匹配區域需要保證的特征點過多，調整的方向也較多，調整困難，提出工藝評審建議，減少匹配方向。

圖2 某車型翼（yì）子板與前蓋匹配（pèi）區域

2.3 降低（dī）生準投資

考慮外表（biǎo）麵衝壓零件分塊方式對焊裝（zhuāng）麵（miàn）積、投資和（hé）質量的影響，建議外表麵零件盡量減少分塊。

2.4 提升質量

考慮（lǜ）門蓋的形狀特征對包邊（biān）壓合可實現性和外表麵質量的影響。如圖3（a）某（mǒu）車型後蓋造型所示，其後蓋前部尖角為銳角，壓合壓料設（shè）置困難（nán），容易引起角部（bù）塌角和（hé）角部坑質量問題，建議改為圖3（b）所示的直角或者鈍角。

圖3 某車型後蓋造（zào）型

2.5 考慮車身焊接可達性

如後蓋（gài）燈口、側圍尾（wěi）燈口處預留出足夠的焊接空間。如下圖4某車型（xíng）側圍後尾燈造型所示（shì），側圍後尾燈端部（bù）過窄、夾角小且延伸（shēn）尺寸較大，由（yóu）於空間限製很（hěn）難實現（xiàn）點焊，建（jiàn）議更改為冷金屬過度焊（hàn）或者（zhě）更改造型。

圖（tú）4 某車型側圍後尾燈造型

2.6 結構穩定性

如圖5某車型翼子板（bǎn）與A柱搭接區域造（zào）型，翼子板與A柱匹配區域（yù）為搭接結構，翼子板（bǎn）與側圍大麵積無連接，有翹邊（biān）風險，建議（yì）更改此處造型。

圖5 某車型翼（yì）子（zǐ）板與（yǔ）A柱搭接區域造型

2.7 基因問題規避

由於造型設計帶來的質量問題，必須在造型階段提出。如圖6(a)所示（shì），某車型投產後出現過大（dà）天窗頂蓋坑的問題，此問（wèn）題難以通過工藝解決，在新車型造型（xíng）階段就（jiù）要提出，建議（yì）增（zēng）加加強筋規避此（cǐ）問題，如圖6（b）所示。

圖6 某車型頂（dǐng）蓋坑質量（liàng）問題

車身主斷麵設（shè）計是汽車車身設計中的重要環節，它貫（guàn）穿於整個汽車車（chē）身設計開發過程中。從車身油泥模型製作開始到車身結構（gòu）設計完（wán）成的整個過程中，它是車身造型階段（duàn）工程可行（háng）性分析的重要手段與工具，是指（zhǐ）導車身結構設計的重要依據。

車身主斷（duàn）麵定義了零件之間的結構斷麵形式、搭接關係、可（kě）裝配（pèi）性、塗膠（jiāo）結構、工（gōng）具可操作（zuò）性等關係，通過工藝評審可以在結構設計（jì）前提前發現並解決（jué）一些問（wèn）題（tí）。

焊裝主斷麵工（gōng）藝（yì）評（píng）審主要從以下方麵進行。

3.1 焊接搭接邊長度

焊接搭接邊長（zhǎng）度是（shì）主斷（duàn）麵評（píng）審的一項（xiàng）重要內容，一般要求焊接邊（biān）≥12 mm，如圖7所示某車型B柱主斷麵結構，焊接邊隻有10 mm，存在焊接質量不良的（de）問題，要求將焊接邊加大到12 mm以上。

圖7 某車型B柱主斷麵結構問題

3.2 零件間幹涉性檢查

通過斷麵評審發現數據上（shàng）存在的幹涉點。如圖8所示（shì），某車型加油口座下部與側圍外（wài）板搭接處在上件過（guò）程中存在幹涉點，需要（yào）消除幹涉。

圖8 某車型加油口座下部與側圍外板搭接處幹涉（shè）問題

3.3 結構（gòu）強度評審

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（tú）9所示某車型後（hòu）保險杠下固定支架（jià）結構過長，強度不足易變形，影響安裝質量，建議減短後保險杠固定支架結構，增加強度。

圖9 某車（chē）型（xíng）後保險（xiǎn）杠下（xià）固定（dìng）支架

3.4 包邊尺寸

壓（yā）合包邊是主斷麵評審中重要部分（fèn），主要評審包邊長度（dù）和內外板間隙，包邊太（tài）短影響包邊效（xiào）果，內外板（bǎn）間隙太小，則存在幹涉風險。如圖10（a）所示，前門外板與加（jiā）強板搭（dā）接（jiē）麵為3.3 mm，影響包邊效果。建議參照圖（tú）10（b）所示壓合包（bāo）邊評審標準修（xiū）改（gǎi）搭接麵為5～8 mm。

圖10 壓合包邊問題及評審（shěn）標準

3.5 裝配操作性

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

圖11 某車型後門安裝鉸（jiǎo）鏈操作問題

在產品造（zào）型設（shè）計後的車身結構設計階段，設計師會發放白車身結構數據，包括車身數據、焊點數據、塗膠數據、加工基準、BOM等信息。從首版結構（gòu）數（shù）據發（fā）放到數據凍（dòng）結前，工（gōng）藝部門會根（gēn）據不同版數據持續提出工藝評審，評審主（zhǔ）要是針對產品裝配性（xìng）、焊接工藝性、加工（gōng）基準合理性、夾（jiá）具可實（shí）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，降低投資，規避停台風（fēng）險。

4.1 裝配可行性

a.零件層級結構分析，層級結構決定了工（gōng）藝，要求各分總成裝配（pèi）順序與原有工（gōng）藝一（yī）致，且結構簡化。如圖12（a）中，某車（chē）型設計時側圍內板A柱、C柱（zhù）在B柱處搭接，且（qiě）塗膠（jiāo）在（zài）不同（tóng）件（jiàn）上（shàng），需二次塗膠，建議如圖12（b）所示將C柱與B柱不搭接。

b.零件裝（zhuāng）配幹（gàn）涉檢查，分動態（tài）和靜態檢查。靜態幹涉檢查包括（kuò）零件搭接R角，非焊接麵的間隙。動態檢查即模擬（nǐ）實際裝（zhuāng）配過程（chéng），保證零件無幹涉。如圖13所（suǒ）示在裝配（pèi）側圍C柱總成過程中與側（cè）圍外板幹涉，使外板變形或者裝配不到（dào）位（wèi），建議將幹涉部位切除。

圖12 某車型B柱搭接（jiē）結構

圖13 某車型裝配過程中幹涉問題

c.防錯檢查分析，主（zhǔ）要關注結構對稱或者相似的（de）零件，防錯方法（fǎ）主要是在零件上使用數字、字母、箭頭或開孔進（jìn）行標識（shí）防錯。如圖（tú）14所示，某車型頂蓋行李箱（xiāng）支架為非對稱件，螺（luó）柱左右兩側（cè）差異較小，容易裝反，建議增加工藝缺口進行防錯。

d.工（gōng）具操（cāo）作性分析，應盡可能（néng）與現有生產線的通（tōng）用裝配（pèi）工具共用，保證操（cāo）作空（kōng）間足夠，降低操作難度。

圖14 某車型頂蓋行李箱支架防錯裝問題

4.2 焊（hàn）接工藝性

a.焊裝工藝主（zhǔ）要有點（diǎn）焊、凸焊、螺柱焊、CO2焊（hàn）、MIG（熔化極氣體（tǐ）保（bǎo）護（hù）電弧焊）焊、CMT（冷金屬過渡（dù）焊（hàn））、激光（guāng）焊等工藝，要（yào）分析是否有超出（chū）已有（yǒu）焊接工藝範圍的（de）工藝。

b.焊接（jiē）工藝的選擇，考慮特殊部位選（xuǎn）擇不同的焊接工藝對零件質量的影響，如圖15所示,某車型後背門尾燈處設計為CO2焊工藝，由於後（hòu）門（mén）外板為薄板，CO2焊熱量大，外表麵（miàn）容（róng）易變（biàn）形，建（jiàn）議改為點焊，消除（chú）質量（liàng）隱患。

圖15 某車型後背門尾（wěi）燈處工藝問題

c.焊接可達性，即（jí）考慮零（líng）件結構、尺寸、形狀與預估的夾具結（jié）構、焊鉗是否存在幹涉（shè）、障（zhàng）礙、刮碰，能否順利實現焊（hàn）接。重（chóng）點關注狹小空（kōng）間、形狀複雜零件。通過（guò）評審確保工藝性良好，保證點焊、凸焊、螺柱焊、弧焊等焊接操作的（de）順利進行（háng）。

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（jiē）樣板，一般為圓形襯（chèn）套（tào）導向，直徑50 mm左右，因（yīn）此焊（hàn）接部位需要保證足夠的焊接空間。

圖16 某車型螺柱焊工藝問題（tí）

4.3 加工基準的（de）合理性評審

加工基準（zhǔn）評審主要目的是簡化夾具結構，降低製造成本，提高操（cāo）作便利性。如圖17所示，某車型側圍內板基準孔所在平（píng）麵角度的（de）存在，使得定位機（jī）構需要傾斜設計，連接機構複雜，評審後取消凸台，使定（dìng）位麵與X麵平（píng）行，簡化了結構，優化了焊接空間。

圖（tú）17 某車型側圍內板基準孔問題

4.4 夾具（jù）的（de）可實現性

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