车身焊接质量控制(长城汽车)

叮叮小文库车身焊接质量控制高京伟，王焕军( 长城汽车股份有限公司，河北保定071000)摘要: 介绍了在实际生产过程中，由于焊接缺陷造成总装工艺缺陷的主要因素: 焊接夹具; 焊接参数。并重点阐述怎样通过焊接工装的设计和焊接参数设计来保证产品质量的一致性。关键词: 焊接; 夹具; 参数; 质量Quality Control for Welding of Auto BodyGAO Jingwei，WANG Huanjun( Great Wall Motor Co ，Ltd ，Baoding Hebei 071000，China)Abstract: In practical production process，the major factors of technical defects in general assembling as welding fixture and welding parameterscaused by welding defects were introduced How to pass welding fixture design and welding parameters design to ensure the qualityconsistency of products was mainly discussedKeywords: Welding; Fixture; Parameters; Quality0 引言汽车车身制造的四大工艺包括冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺。在冲压工艺和焊接工艺里面，焊接工艺缺陷造成总装工艺失效的因素更多一些。1 焊接夹具1. 1 焊接夹具的结构特点汽车焊接工艺是汽车生产过程中的重要组成部分。对于车身焊接而言，车身外部形状是由型面或型线组成，零件基本上都是低碳钢板冲压件，尺寸大、刚度小的特点使得焊接难度相当大。为了保证汽车车身的焊接质量，就必须要使用高精度的焊接夹具。在对车身焊接结构进行设计时，要尽量保证焊缝在剪应力而不是拉应力下工作(因为低碳钢焊缝剪应力允许的最大值要大于拉力的最大值)。同时，还要尽量避免焊缝交汇在一点或者密集布置，否则金属会由于过热而产生严重的应力集中和变形。1. 2 焊接夹具的基本结构焊接夹具的基本结构包括焊接夹具平台、定位夹紧单元、举升机构、铭牌和辅助装置。1. 3 夹具设计部分的关键参数(1) 夹具平台通常是使用型钢焊接而成的夹具骨架，有很高的加工精度要求: Base 板上表面平面度0. 1 mm; Base 板上平面粗糙度Ra1. 6 ()。(2) 为了确定夹具的加工精度和装配精度，夹具装配完成后需要进行三坐标测量，夹具平台的上表面需要设计有测量建坐标系使用的基准点。一般夹具的基准点数量5 个，小型夹具的基准点数量可以设定为3 个或者4 个。基准点孔间的位置公差 0. 02 mm。(3) 为了便于检查，平台上表面需刻印坐标线和坐标值。刻印坐标线的坐标系为整车坐标系(XYZ)，坐标值需等于100mm 的非零整数倍数，不建议任意设定。(4) 焊接夹具的定位精度直接影响到焊接完成的车身质量和质量稳定性，为了保证车身的质量稳定性，焊接夹具定位销和定位块的位置公差一般设计为 0. 1 mm; 定位销和定位块硬度HRC50; 硬度定位销的有效工作长度5 7 mm，螺母孔一般进入2 扣螺纹。(5) 手工焊接工位，夹紧块打开位置不可以影响上件、取件，躲避距离30 mm。2 点焊焊接质量2. 1 点焊的特点(1) 焊件间依靠尺寸不大的熔核进行连接，熔核应均匀、对称地分布在两焊件的贴合面上。(2) 具有大电流、短时间、压力状态下进行焊接的工艺特点。(3) 是热 机械(力) 联合作用的焊接过程。2. 2 点焊接头质量的一般要求点焊的质量要求，首先体现在点焊接头要具有一定的强度，而强度主要取决于熔核尺寸( 直径和焊透率)、熔核本身及其周围热影响区的金属显微组织及缺陷情况。前者是“量”的因素，后者是“质”的因素。一般说来，由于点焊的工艺特点使其与熔焊相比，“质”的因素产生的问题较少。为保证点焊接头质量，接头的设计应能使金属在焊接时具有尽可能好的焊接性。为此推荐焊接头尺寸如表1 所示。表1 点焊接头尺寸的大致确定序号经验公式简图备注1 d = 2 + 32 A = 30 703 C0. 24 e 85 s 6h 为熔核高度，mm;d 为熔核直径，mm;A 为焊透率，%;C为压痕深度，mm;e 为点距，mm;s 为边距，mm; 为薄件厚度，mm焊透率A = h / 100%。2. 3 点焊焊接参数合适的规范参数是实现优质焊接的重要条件。点焊规范参数的选择主要取决于金属材料的性质、板厚及所使用设备的特点(能提供的焊接电流波形和压力曲线)。工频交流点焊在点焊中应用最广，其主要规范参数有焊接电流、焊接时间、电极压力及电极帽端面尺寸。表2 低碳钢点焊参数规范板厚/mm电极帽端面尺寸/mm最大最小焊接时间/s电极压力/kN焊接电流/kA0. 6 9. 0 5. 0 0. 12 1. 5 6. 70. 7 9. 0 5. 0 0. 12 1. 7 7. 30. 8 9. 0 5. 0 0. 14 2. 0 7. 91. 0 9. 0 5. 0 0. 16 2. 2 8. 51. 2 9. 0 5. 0 0. 20 2. 5 9. 01. 6 9. 5 6. 0 0. 22 3. 0 10. 01. 8 9. 5 6. 0 0. 26 3. 2 10. 92. 0 9. 5 6. 0 0. 26 3. 5 11. 82. 3 9. 5 6. 0 0. 30 3. 8 12. 63. 0 9. 5 6. 0 0. 36 4. 0 13. 1为了能够更好地利用上表中的参数保证生产，结合上表中建议的参数，在实际生产中还应该注意以下三个方面的内容:(1) 按照表2 中规定的参数规范进行设置，生产现场可根据实际情况，对焊接规范进行调整，其参数以焊接设备输出为准，通过试焊选取合适的工艺参数。由于生产现场电网的波动，需要对已试焊调整之后的焊接电流给定一个公差范围，经过试验验证，焊接电流的公差控制在 5% 的范围内视为合格，此时熔核的尺寸能够满足要求。(2) 对于不同厚度的板件点焊时，规范参数可先按薄件选取，再按总厚度的二分之一通过试样试焊修正。由于组合的板厚有较大差异时会出现熔核向厚板偏移的问题，从而影响焊接的强度，所以通常选用大电流，短通电时间，来减小接触面两侧焊件的散热时间，同时使焊件接触面两侧的焊件散热趋于均衡，来改善熔核的偏移，或者使用不同直径的电极帽来改善熔核的偏移。(3) 多层板焊接，按外层较薄零件厚度选取焊接参数，再按总厚度的二分之一通过试样进行修正，当一台焊机既焊接双层板又焊接三层板时，首先以双层板参数为基准，然后通过试样试焊修正参数，达到既满足双层板焊接又满足三层板焊接的目的，当一台焊接设备同时焊接不同板厚板材且差异较大时，必要时设定两组焊接参数，生产时进行切换。3 总结综上所述，为了很好地保证焊接的质量，焊接夹具的设计精度以及焊接参数规范的设定直接影响焊接的质量。以上的夹具设计以及焊接规范是各专业在实际生产过程中总结而来，只要勇于探索、勤于钻研，利用上述的经验结合企业的特点，就一定能够更好地保证焊接质量。参考文献:【1】宋晓琳，周永庭 汽车车身制造工艺学M 2 版 北京: 北京理工大学出版社， 2006【2】中国机械工程学会焊接学会 焊接手册 焊接方法及设备M 2 版 北京: 机械工业出版社， 2001【3】雷玉成，陈希章，朱强 金属材料焊接工艺M 北京: 化学工