汽車車身焊接質量控制分析

張曉光 盧小龍 杜習鵬 馬白雪 葛朝林

摘 要：本篇文章首先對常用的汽車車身焊接技術進行闡述，從零件飛濺、零件表面發生變化、焊接強度不高三個方面，對汽車焊接時容易出現的質量性問題進行解析，并以此為依據，提出汽車車身焊接質量控制策略。

關鍵詞：汽車車身；焊接；質量；控制

在進行汽車制造生產過程中，涉及的施工工藝有四點，也就是沖壓、焊接、涂裝及總裝。其中，焊接在其中發揮著承接上下的作用，焊接質量不僅會給汽車自身質量安全有著直接影響，同時也對汽車外觀和裝配有著直接意義。所以，在汽車制造生產過程中，焊接質量得到了人們的充分注重。下面，本文將進一步闡述和分析汽車車身焊接質量控制。

1、汽車工業中焊接新技術的應用

1.1 電阻焊節能和控制技術

聯體式懸掛電焊機是目前汽車車身焊接中應用最主流的焊接，在一個汽車生產車間，此種焊機的數量高達幾十臺，甚至是上百臺，焊接電流在100kVA以上，主要應用在汽車車身薄板焊接中。使用了50Hz單相交流電，功率因素比較低。在科學技術不斷發展的背景下電阻焊技術愈發先進，延伸了三相低頻電阻焊機、三相次級整流接觸焊機及IGBT逆變電阻焊機。應用在汽車車身焊接中，可有效解決電網不平衡的問題。還能進一步節約電能，在焊接中可實現微機控制。此外，融入PLC智能控系統，可大幅度提升汽車車身焊接質量和效率，提升焊縫的美觀性。

1.2氣體保護焊接技術

汽車車身焊接過程中，如何控制表面張力過渡形成的波形是重中之重，通過氣體保護焊接技術可有效解決這一問題，在采用此種焊接技術時，可通過2電流脈沖完成1個熔滴過渡，其中第一個電流脈沖促使熔滴形成，并使之快速長大，直到熔滴和汽車工件連接為一個整體。第2個電流脈沖則屬于短時窄脈沖，可不斷檢測di/dt，并對電流的脈沖值進行全面控制，電磁收縮力，促使熔滴不斷收縮變細，最終靠近熔池，完成1個熔滴過渡，避免發生飛濺。也可以采用氬弧焊新技術，氬弧焊有兩種，一種TIG，另一種是MIG，這兩種氬弧焊都可以應用在汽車車身焊接中，可有效改革二氧化碳氣體保護焊形成的飛濺。

1.3高能束熱源焊接及加工技術

利用能量密度大于5X108W/㎡的熱源，如電子束、激光等進行焊接。常用的技術有兩種，一種是激光和電弧符合加熱焊接技術，可進行4～8mm厚鋼結構焊接中，焊接后形成的花紋比較美觀，還能提升汽車的耐磨性。另一種是等離子體焊接技術，發動機氣閥體早已采用填充圈等離子焊接。近十幾年來粉末等離子堆焊有很大發展，可進行小熔合比的薄層料精細堆焊，能堆焊各種特種合金表面

2、汽車焊接時容易出現的質量性問題

由于零部件采用批量生產方式，生產效率比較高，汽車各個零部件形態平穩性和人為因素影響，將會引發一些質量問題。下面，本文將終點處函數汽車焊接過程中容易出現的問題。

2.1零件飛濺

在開展焊接工作時，由于溫度升高，使得零部件在熔合中出現飛濺現象，讓熔合質量隨之減少，焊接質量發生改變。

2.2零件表面發生變化

零部件表面出現一定改變， 電極附著在零部件表面，焊點質量發生改變，給零部件外在形象帶來影響，造成電極損壞。

2.3焊接強度不高

焊接強度不強，焊接位置不平穩，內部存在一些細縫，不能滿足汽車生產質量要求。

3、汽車車身焊接質量控制策略

3.1保證沖壓件精度

高質量沖壓件精度作為獲取高精度車身的重要因素，高精度車身可以制作出高質量焊接車身。沖壓件精度首先是本身的幾何尺寸精度，并且受到模板設計結構精度影響，通過用三坐標設備測量，可以實現工件整體測量，并對工件本身尺寸偏差進行檢測，適當調整模具，從而保證其誤差把控在合理范疇內。實際中，沖壓件數模精度控制在0. 5公差左右，然而在實際應用中，即便每個沖壓件都能夠把控在該范疇內，但是也無法精準提升車身精度。由于各個環節之間連接都會受到一定因素影響，隨著工件尺寸偏差積累，使得工件空隙隨之增加，假設在焊接中采用合理措施進行處理，使得整個車身精度受到影響，從而無法保證車身焊接平穩性[3]。沖壓件精度作為車身幾何精度重要因素，所以對新模具沖出鈑金件應采取對應措施進行處理，保證設計精度，提升車身焊接質量。

3.2合理布置生產線，以提高焊接工藝

從夾具和沖壓零部件角度來說，其作為獨立個體，而車身焊接作為一項繁瑣性工作，由多個環節生產線一同實現。在整個過程中，包含了焊接夾具、焊接設備、控制系統等。如果生產工藝和生產線發生配置不合理狀況，將會影響焊接精度，并且焊接質量也會受到影響。在這種情況下，可以通過科學設定工位方式，不但可以提升焊接質量，同時還能滿足汽車生產要求。生產設定規范合理將直接影響生產綱領，所以在生產設計時，需要對生產均衡化綜合思考，并結合約束條件將生產任務分配到對應工位中，只有這樣，才能保證各個工位可以在約定時間內進行，保證各個工位都能分配對應負荷，減少時間差。假設焊接車間作為結合具體施工要求設定的生產方案和焊接對策，將不能生產高精度沖壓件及夾具，并能保證車身自身質量。所以，在各個工藝中統一規劃，從而提升汽車生產效率和水平，確保車身焊接質量安全。

3.3利用焊接夾具找好基準

為了焊接出高精度的車身，通常情況下，由車身分總成和車身兩部分組成，需要對沖壓零部件質量加以科學管理，并結合實際情況，科學設定結構合理的夾具。基準統一作為實現車身焊接工藝設計的重要標準之一，所以，在各個環節設計、生產、制造過程中，需要保證基準的統一性，這不但是設計模具、檢具的重要標準，同時也是確保車身精度的重要因素。在設計過程中，需要保證沖壓零部件各項特性進度，不但需要結合產品要求，同時還要根據現有生產工藝水平明確進度。在設計基準精度過程中，需要結合夾具設計要求進行，并且設計結果將會給沖壓件在夾具中的進度帶來直接影響。另外，應該保證被裝配結構設計基準和夾具設計基準的統一性，在相鄰位置的各個焊裝夾具中將會存在裝配關系，在這種情況下，需要設定統一的設計基準，把車身總分成分解成多個不同組合件及部件，讓其設計基準處于統一狀態。

在基準選擇過程中，秉持的標準有三點，首先，需要把基準設定在一個不會發生變形的基礎面中。其次，采取合理措施降低沖壓件所料放料位置面臨影響。最后，禁止在沖壓件兩次成形位置中設定基準。

在基準孔選擇過程中，秉持的標準有五點。第一，一般來說，車身前端、上端、右端等位置通常選擇圓銷，這樣可以防止制件發生變形現象。第二，設定的基準孔數量不得低于兩個，并采用菱銷方式進行定位，針對不會面臨剛性沖壓件的，則需要采用圓銷，但是在特殊情況下，在兩個基準孔不能精準定位的情況下，則需要選用三個銷。第三，在車身和坐標出現傾斜的情況下，需要選擇和坐標方向統一的基準銷孔徑，但是假設不能滿足作業要求的情況下，則需要采取避讓斜面方向的菱銷。第四，基準孔最好加工在相同工序中。第五，基準孔間距應該做好管理工作，一般要求超過沖壓件2 /3的最人全長位置，至少要超過1 /2 。

結束語

總而言之，車身作為汽車中主要部分，更是汽車零部件載體，車身焊接質量將會給車身焊接精度、質量以及生產效率帶來直接影響。所以，在開展車身焊接工作時，應該重視沖壓件自身精度和搭建過程中面臨的偏差因素，而使得沖壓件干涉和間隙逐漸擴充，保證車身焊接質量。

參考文獻：

[1]尚建利，張婷.汽車車身焊接質量控制與檢測研究[J].機械管理開發，2019，34（01）：221-222+224.

[2]林楠.車身焊接過程監控及質量管控分析[J].科技風，2018（32）：157.

[3]李子旭，劉東平.白車身試制過程中的焊接質量控制分析[J].科技創新與應用，2018（25）：115-116.

作者簡介：

張曉光（1988-），男，漢，河南省濮陽市清豐縣馬村鄉東岳村3排

奇瑞汽車河南有限公司，主管師，中專，汽車沖壓、焊接、車身尺寸、車身強度、車身（防腐）油漆以及質量問題改進。