第7讲：汽车装焊工艺

1、第七讲汽车装配与焊接技术，电阻点焊自动装置车身装配与焊接技术概述车架装配与焊接技术其他汽车焊接结构的焊接概述，汽车生产中的装配与焊接结构产品分为：车身装配与焊接；门的组装和焊接；框架的组装和焊接；其他部件(如油箱、排气管、轮毂、传动轴、水箱、后桥壳等)的焊接。)。汽车焊接件的装配和焊接过程比一般机械产品的焊接更加复杂。就车身装配和焊接而言，由于外形由型材或型材组成，其零件几乎都是板料冲压零件，尺寸大，刚度小，这使得装配和焊接过程更加困难。只有使用高精度的装配和焊接工具，选择先进的焊接方法和设备，以及自动化和电子化的装配和焊接生产线，才能满足当代汽车生产的要求。汽车焊接的发展过程和小批量生产的历

2、史已经在20世纪50年代过去了。车架板采用焊条电弧焊，车身板主要采用氧乙炔焊和手工电弧焊。焊接质量低，焊接变形大，焊渣难以清除，人工劳动重，生产环境恶劣。第一个变化：要求大规模生产和高质量的CO2焊接和电阻点焊被广泛使用。机械化程度有所提高，如使用带反应焊枪的步进式仿形焊钳、气动夹具、自动输送生产线和多点焊接机等。这也是一种技术方法的变革，仍然存在着投资大、生产周期长、劳动强度大的现象。第二个变化：生产规模更大，质量要求更高(如焊件表面光滑，焊接质量和焊接规格不变)，更快适应多品种多品种的要求。在焊接机器人“七五”期间，一汽、第二汽车、南京汽车分别承担了机器人技术国家重点科技攻关项目。焊接制造

3、技术的发展：自动化的提高要求产品设计的不断改进。零件的形状应尽可能简单，便于装配定位和夹紧。零件不应分成过小的零件，应尽可能使用整体冲压件，以简化装配和焊接过程，提高装配质量。如依维柯轿车门框采用整体冲压件，给驾驶室的装配定位带来很大方便。焊接时，在满足结构刚度和强度的前提下，应尽量减少焊接量(焊点越多越好)，以减少焊接变形，简化焊接设备，同时接头设计应适应机器人点焊。简化制造，灵活缩短车身总焊缝长度，减少总焊缝工作量，改善车身制造工艺。目前，在国外的设计中，汽车前部的整个总成或部分零件已经被移置到底板中以安装焊接线，因此底板总成具有前总成和前壁总成，并且前壁焊接线已经被减去。南汽引进的依维柯

4、汽车底板总成就是这样一种结构，可以认为它已经逐渐发展到汽车底板结构，彻底改变了我们过去的生产方式。使生产线灵活，实现多种改装汽车的生产，运用现代电子技术，在更换汽车品种时自动识别，并自动通知全线各站信号，以适应新品种的生产。1.电阻点焊；1.电阻焊是将焊接部件组合在一起，通过电极施加压力，由流过接触面和接头邻近区域的电流产生的电阻热用于焊接。优点：冶金工艺简单，生产率高，表面质量好，热影响区小，变形小，焊缝无需填充金属，操作简单，工作环境清洁，易于实现自动化，适合大规模生产。缺点：设备成本高，投资大锻造：凝固和收缩的熔核在电极压力的作用下被挤压和变形，形成致密的核心。停止：为下一次点焊做准备，

5、点焊分流现象，点焊分流现象：当焊接新的焊点时，一部分电流将流过焊点，这会改变焊接电流，影响点焊质量。影响分流的因素：点距和材料：焊件厚度越大，导电性越强，点距越大。焊件层数、焊件厚度、焊件表面状态的焊接压力、点焊规格参数、焊接电流和焊接时间，强规格：焊接电流大，通电时间短。对于不同厚度的铝合金、低碳钢和焊接件，压痕较浅；加热区窄，焊接变形小；电极软化，磨损小；生产率高，焊接质量稳定性差；飞溅大、飞溅弱的规格：焊接电流小，通电时间长。用于低合金钢和耐热合金的点焊。加热稳定，易于保证熔核尺寸的均匀性，温度场分布均匀，塑性区宽，减少熔核内飞溅、缩孔和裂纹的倾向；存在预热和缓慢冷却的加热倾向，降低了有

6、淬火倾向的材料的冷裂纹倾向；加热面积大，焊件变形大；电极磨损快，电极压力调节的加热强度决定了塑性变形的温度和强度，这取决于焊接材料的种类和厚度、焊接规格、电极直径、点焊的接头形式、点焊质量、未焊透、飞溅压痕、缩孔和气孔裂纹过深、汽车车身覆盖件点焊结构的工艺性，焊接件的数量应尽可能地减少。孔部分应设计为整体结构，以减少分流。应采用合适的点焊接头。汽车焊接的点焊机和固定点焊机一般用于小尺寸的装配焊接，焊点靠近零件边缘，接头具有良好的开放性。例如支柱和盖板的焊接。专用多点焊接机：有两种点焊：单面点焊和双面点焊。对于车身总成或焊接接头布置在零件中间、焊接接头排列整齐且批量生产的零件，如果结构从上到下敞

7、开，应采用双面多点焊接方法，否则应采用单面点焊方法。悬挂点焊机：如果带焊枪的零件小，焊点少，装配要求不高，则采用带手动焊枪的悬挂点焊机进行装配和焊接，无需夹具。如果零件大，焊点布置距离大，生产批量小，不适合用专用多点焊机焊接的零件或组件，应使用气焊枪悬挂式点焊机进行焊接。焊钳吊点焊接机主要用于大型零件和车身总成的装配和焊接，一般安装在车身装配和焊接总成或零件的生产线上。悬挂式点焊机有两种焊钳，即气焊和液压焊。气动焊接动作快，生产效率高，但压力不稳定。在焊钳上，点焊具有主体焊接的优势，主体材料具有良好的电阻点焊焊接性和较大的电阻系数(比铜大810倍)；塑性变形温度范围宽；结晶温度范围窄，不易产生

8、热裂纹；淬火倾向小，难以产生冷裂纹。在大规模生产中可以采用硬规格(大电流、短时间)，并且可以获得更高的生产效率。电阻点焊设备操作简单。机械化和自动化很容易实现。接头类型有利于提高装配速度，并可降低对零件互换性的要求。缺点是，电阻点焊必须要求搭接式，承载能力低，增加车身结构的重量。电阻点焊工具的可接近性差，这要求在连接时具有良好的结构开放性焊接前，接头端面应光滑干净，一般用于截面简单、直径小于20毫米、强度要求低的钢筋和线材。闪光对焊特点：接头强度高，承载能力强。接头周围有大量毛刺，接头表面有小突起；应为焊接件预留较大的余量；焊接时火花飞溅，需要隔离和保护；焊接后，应清理接头处的毛刺。用途：适用

9、于重负荷下焊接零件或重要零件。2.自动装配和焊接自动化设备、仿形自动焊接、装配和焊接机器人以及工业机器人的定义：“一种具有自动定位控制和可重复编程的多功能多自由度机械手。能够携带材料、零件或操作工具来完成各种操作”。(国家标准GB/T 1264390)它看起来与人类完全不同，但它具有人类手和脚的运动功能，并能完成人类所做的一些任务。第一代机器人：教导复制工业机器人，它们对环境变化没有压力或适应性。第二代机器人：为教学和复制机器人增加了视觉、力、触觉和其他感觉系统，具有适应环境变化的能力。目前，一些传感机器人已经投入实际使用；第三代机器人：智能机器人能够以某种方式理解人的指令，感知周围环境，识别

10、操作对象，并自行规划操作顺序以完成指定的任务。机器人控制中有三种信息：顺序信息，即每个程序步骤中单元动作的协调和步进顺序；位置信息是每个点的坐标值；时间信息是每个程序步骤所花费的时间，也可以表示为完成每个动作的速度。点控制机器人：如点焊机器人、装卸机器人和搬运机器人。这里只控制精确的坐标位置，类似于数控机床的点控制。每个运动轴通常是独立驱动的。每个运动轴相互协调运动，从而实现对每个坐标点的精确控制。在示教状态下，操作者使用示教盒上的控制按钮移动每个运动轴，使机器人手臂到达每个控制点，并按下示教盒的编程按钮存储每个控制点的位置信息。在再现或自动操作期间，每个坐标轴以相同的速度独立移动。哪个运动轴

11、的移动距离短，将首先到达控制点，并自动停止，等待其他运动轴。这样，控制点的移动就完成了。点控制中控制点之间的路线不需要考虑，很难预测。连续轨迹控制机器人：如喷漆和弧焊机器人不同于数控机床。许多连续轨迹机器人的控制系统中没有插补器。代替插值器，一系列机器人运动的连续轨迹被离散化，并且这些坐标点由许多小空间坐标点表示并存储在存储器中。在示教过程中，操作员可以直接移动机器人或使用示教臂引导机器人通过预期的路径来编译运动程序。控制器根据一定的时间增量记录机器人的相关位置，该时间增量可以在每秒5到80点之间变化。存储时，不仅要存储位置信息和动作序列，还要将机器人动作的时间信息一起存储在磁带和磁盘上，以控

12、制机器人的运动速度。在再现期间，磁带或磁盘以恒定速度移动，并且从磁带或磁盘读取机器人移动的位置信息，并将其发送到控制器以控制机器人完成指定的动作。焊丝输送、滑辊传动往复传动悬挂传动链传动、车身装配焊接生产线和自动化生产线是由几台甚至几十台自动化机床按加工顺序排列，通过一套工件传动装置和自动控制系统连接起来的先进自动化生产设备。直通式焊缝装配和定位工具分别固定在各工位上，工件传动通过往复杆实现。装置简单，占用空间小如车身地板、车门、行李箱盖、发动机罩等。其形状不复杂，结构完整，部件数量少。环形式的电线装配：装配和焊接工作都在配套夹具上进行。在工位完成装配和焊接后，工件和附属夹具一起转移到下一个工

13、位。所有工作完成后，工件从夹具上抬起，空夹具返回继续使用。配套夹具数量多，夹具制造项目大，传动结构复杂，投资成本大，环形占地面积大。矩形面积小，但输送装置复杂。适用于刚性差、零部件数量多的零件，特别是对尺寸要求严格的零件，如门洞尺寸、前后挡风玻璃孔尺寸、车身总成、卡车驾驶室总成等。在转盘上安装焊丝：工件上线后，转盘间歇向一个方向运行，完成所有工位，工件下线。传输相对简单，可根据工件的工作量确定两个以上的工位，适用于重量轻、工位间距离短的中小型工件。南京汽车厂的NJ1081前挡风玻璃总成采用机器人焊接的结构。案例：汽车车身自动装配焊接生产线由主装配焊接线1、左侧装配焊接线2、右侧装配焊接线3和底

14、层装配焊接线4组成。生产线上安装了72个工业机器人和计算机控制系统。车身上80%的焊点是自动焊接的(其中60%是由点焊机器人完成的)。该生产线自动化程度高，灵活性强，可在该生产线上生产各种成品车身。三。汽车车身的装配和焊接技术，汽车车身的概述，操作汽车的驾驶员座椅也是运载货物和人员的车身。它提供了车辆弯曲和扭转刚度的3/4，并在装载车辆时提供缓冲功能，以吸收冲击能量并保护乘客的安全。它与汽车的其他部分形成了一个美丽而完整的艺术造型。车身的一般要求如下：车身结构必须能够承受整个使用寿命期间可能遇到的所有静态和动态载荷。车身结构必须能够隔绝车内外的噪音。车身结构必须提供舒适的内部空间，具有乘坐舒适

15、性和机动性。重量轻，风阻低。确保驾驶员的视野，保护驾驶员和机组人员免受事故。材料来源丰富，价格低廉，易于制造和组装，效率高，成本低。车身总成主要由地板总成、左右侧壁总成、后壁总成、车顶和挡风玻璃等组成。车门、发动机罩、左右翼子板总成和车身总成组合成一个白色车身。车身的焊接特性车身是汽车制造中最复杂的零件，也是最大的焊接工作量。车身焊接需要更多的焊接设备、工装和生产线，投资也很大。汽车车身的焊接水平往往代表着汽车制造的水平。车身由数百个11.5毫米的薄板冲压件组成，主要有电阻点焊、凸焊、部分CO2焊和钎焊。一般来说，卡车车身上的焊点数量为35，004，500个，根据不同尺寸，汽车的焊点数量约为8

16、00，012，000个，货车的焊点数量约为800，010，000个。电阻焊在车身装配和焊接中占75%;CO2焊接占12.5%；其他焊接方法，如钎焊、气焊和高频钎焊，仅占17.5%。车身焊接结构的技术性分析表明，车身是一个多部件、结构复杂的封闭壳体结构，其结构不便于装配和焊接。为了满足制造工艺和高生产效率的需要，有必要对车身总成的结构进行分解。通常，车身被分成几个子组件，然后再分成几个由零件组成的组件。部件薄，刚度小，按结构分解的总成和总成数量多，因此必须使用轮胎夹具进行装配和焊接，以保证零件的质量在装配和分总成装配和焊接中，应采用机械化专用设备和多工位生产线模式，提高装配和焊接生产节奏，实现装配和焊接生产的机械化和自动化。车身焊接夹具焊接夹具是焊接面板装配的重要设备，根据装配的内容和层次可分为几种夹具，通常以各种装配命名。车身总成和焊接夹具的设计应遵循六点定位原则。同时需要分析的是，车身冲压件刚性差、易变形、结构复杂：薄板件在外力作用下与定位