車身焊裝夾具調整

任智才

結合作者從事汽車制造方面的實際工作經驗對于白車身焊裝夾具調整時的步驟及調整過程中需要注意的事項等進行了詳細的闡述。

白車身作為整車內外飾件安裝的載體對于整車配合質量起到了舉足輕重的作用。隨著用戶對于車身配合質量要求的不斷提升，于白車身尺寸精度的要求也越來越高。而作為從事汽車制造業的工程技術人員在解決提高白車身尺寸的之時，便不得不面對車身焊裝夾具調整問題。本文結合作者從事汽車制造多年來的經驗談一下對于車身焊裝夾具調整方面的一些個人心得，和大家進行下交流。

白車身焊裝夾具

焊裝夾具的作用。為了保證產品質量和生產率，在白車身裝配焊接生產過程中采用了許多焊裝夾具，它的主要功用包括以下方面。

保證和提高產品質量：在裝配過程中使被裝配的零件或組合件進入相互準確的位置，達到焊接結構的尺寸要求。

控制焊接變形：一個產品在自由狀態下進行焊接，由于焊接時的熱作用，焊接后產品一般都會發生變形。當裝配和焊接超出了產品圖設計尺寸和技術要求，將會影響到后面的總裝工序或產品的使用性能，造成產品報廢。而采用焊裝夾具來進行裝配和焊接，可以精確地對裝配零件進行定位和牢固地夾緊固定，不僅可以保證裝配零件的相對位置，而且在焊接過程中使零件的變形受到一定的限制，可以大大減少焊接變形。

提高勞動生產率：在裝配定位焊時，如果不采用夾具，用手工來擺好工件的位置是十分困難的。通過使用焊接夾具能夠很好的提高工作效率。滿足目前汽車制造廠不斷提升的線速要求。

裝配焊接夾具結構

由于汽車產品的型式與種類繁多，在焊接、裝配過程中使用的夾具種類和要求也不一樣，因而各種夾具在構造上有著較大的差別。就是同一型號汽車產品，因生產批量和生產廠的具體生產條件不同，也有一定的差別。目前許多生產廠根據本廠產品結構特點、生產條件和實際需要來自行設計與制造焊接、裝配夾具，因此汽車焊裝夾具還沒有統一的規格和標準化，均屬于非標設計與制造的工藝裝備。雖然如此，但在焊裝夾具的功用、要求以及基本結構的組成部分上，均具有共性。即所有焊裝夾具都需要滿足限制工件自由度，保證焊接后產品尺寸，保證工件上下料順暢，保證后續的可維護性等基本要求。因此在焊裝夾具調整改進方面也是有一定的通性的。

白車身尺寸的影響因素

白車身尺寸穩定性的影響因素有很多。零件尺寸，焊接變形，工藝布置不合理，人員操作誤差，焊裝夾具定位偏差均會造成尺寸變差。使用魚骨圖表示如下：

本文中主要針對焊裝夾具造成的尺寸偏差改進進行闡述。焊裝夾具造成的尺寸偏差包括兩種，一種是穩定的尺寸偏差即均值漂移、尺寸突變等，一種是尺寸波動較大穩定性差即6sigma過大。

焊裝夾具調整

焊裝夾具的調整對于從事車身制造的工程技術人員來講是一項風險較大的工作。因此需要格外謹慎，車間內均需要有具體的流程以指導實際工作。且在調整前需要做好前期數據分析，焊裝夾具定位方式分析等工作；調整后要做好充分的驗證工作。下面就這幾個方面進行詳細的說明。

焊裝夾具調整改進尺寸流程如下

確認出現問題的焊裝夾具及在調整時需要注意的一些細節是對于焊裝夾具是否能夠被正確調整改進的重點。由于焊裝夾具定位，及車身結構的復雜性焊裝夾具調整后的驗證工作也是不可或缺的重要一環。

調整前的準備工作：

確認偏差來源是否是焊裝夾具定位偏差。首先要明確出現偏差的測點所在工件在焊裝夾具中的定位元素，確認定位元素的尺寸狀態。并就偏差尺寸和工件的定位元素尺寸進行系統的數據相關性分析。以確認偏差的尺寸和焊裝夾具的定位PLP點之間是否具有較高的相關性。

舉例如下：

CMM測量數據顯示0203/0202測點出現數據偏差。數據狀態如圖所示：

測點0203/0202所在工件的主定位孔為0123/0122。測點0205/0206為單獨零件焊接。通過對表1的數據相關性分析可以看出測點0203/0202和定位孔測點0123/0122具有較強的相關性；測點0205/0206和上述測點的相關性較弱。通過此分析可以得出偏差產生的原因為測點0203/0202所在工件的定位偏差，和前艙其他區域關系不大。在進行改進時便可以將重點放在此工件的焊裝夾具定位上面。

確認偏差出現的工位。裝夾具在設計階段一般來講是遵照基準統一原則來進行設計的。因此同一個基準點可能會在不同的焊裝夾具上面進行使用。因此同一個點的尺寸偏差可能是其中一個或幾個工位的焊裝夾具定位偏差造成的，因此需要在焊裝夾具調整前確認是哪一個工位造成的偏差。通常所運用的方法是將各個工位分總成進行CMM測量，即一個工位完成后便進行CMM尺寸測量以便于確認偏差出現的工位。當然了對于比較簡單的尺寸偏差工位鎖定，若工程技術人員經驗豐富，對于焊裝夾具的了解足夠的話也是可以通過自己的判斷來鎖定造成影響的工位。例如某車型前艙區域的定位方式分析：在前艙區域前縱梁的定位基準便在不同的幾個工位上面進行使用。如下圖所示縱梁上的定位孔在前艙焊接的工位均是作為主基準定位的，若對此了解不清楚便會造成問題分析解決過程中的偏差。

調整過程：在進行調整時首先要確認零部件和焊裝夾具之間的定位狀態。

焊裝夾具定位銷和工件定位孔之間的配合狀態。定位銷是否磨損，定位銷和工件定位孔是否配合存在不可接受間隙，工件定位孔是否存在沖壓毛刺等。

基準面和工件的貼合狀態。車身焊接件大多是薄板件，且存在較為復雜的沖壓型面。因此焊裝夾具定位基準和焊接件的鈑金貼合狀態尤為重要，主要包括以下方面：工裝定位基準面是否存在磨損；工件在自由狀態下和焊裝夾具的定位基準面是否貼合滿足要求；焊裝夾具定位基準所在的支架強度是否滿足要求等。

焊接工裝夾緊工件的過程。焊裝夾具對于工件的夾緊狀態是保證工件是否能夠很好的被限制其自由度的重要一環。需要注意的包括以下幾個方面：夾具夾緊的順序是否合理；夾具加緊過程中工件是否存在變形；夾具夾緊后工件和定位基準是否完全貼合。一般來講工件的夾緊順序應該按照主基準點-輔助基準點的順序依次夾緊。

焊裝夾具調整

在以上各個方面均進行確認后便需要開始實施調整，調整過程需要按照先基準面，后夾緊面的順序進行調整。調整時需要注意緊固定位基準及夾緊面螺栓時幾個緊固點均勻受力避免緊固點受力不均勻造成的調整偏差。

調整后狀態的確認

可以通過調整前后在工件上劃線的方式確認調整是否有效，對于較為復雜的調整也可以通過使用移動式測量設備（ROMER、FRAO）進行調整前后的測量對比來確認調整是否有效。或通過CMM對于調整后的總成進行測量來確認調整效果。

焊裝夾具調整的常用方法

研磨由于焊裝夾具在設計使用過程中造成的偏差會出現定位基準和工件貼合不良造成尺寸偏差的情況，此時便需要對定位基準進行研磨。通常使用涂料涂在基準表面然后在合適的夾緊力的作用下使工件夾緊，然后逐步研磨干涉點直至定位基準和工件貼合良好。

補焊有些整車廠使用的焊裝夾具采用no shim的理念，發現定位基準面和工件不貼合的情況只能通過在定位基準上面補焊來最終達到基準和工件貼合良好的效果。

墊片調整對于有基準調整墊片的結構便可以通過增加、取消墊片的方式來進行調整，相對來講這種調整較上兩種方法要易操作的多。

焊裝夾具的調整確認工作是作為整車廠的工程技術人員必須掌握的一項技能。但由于車身焊裝夾具、車身工藝的復雜性，決定了若要準確的確認焊裝夾具偏差，并能夠正確的改進需要工程技術人員具有較高的實際操作能力和豐富的現場經驗。有時一個問題的解決由于考慮不全面會造成其他問題產生。因此對于焊裝夾具的調整需要格外的謹慎。并且對于焊裝夾具的日常管理也要更加的全面。通過日常的保養檢查避免焊裝夾具的頻繁調整應該成為負責白車身制造的工程技術人員追求的方向。

（作者單位：上海通用東岳汽車有限公司）