一種防止焊點漏焊的氣動防錯裝置

張 揚，梁 翠，蒙慶根

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司，重慶 401120）

一臺白車身總成由上百個鈑金零件逐級焊接而成，焊點數量在3 000～5 000 點之間，電阻點焊和CO2保護焊是車身零件連接的主要方式，其中電阻點焊占總焊點數的90%。電阻點焊主要是利用電阻熱熔化金屬形成焊點，將2 種或者3 種零件焊接為一體[1-2]。由于共線生產白車身車型多、配置復雜、零件相似度高，容易在焊接的過程中出現零件漏焊、漏裝、錯裝等風險，導致零件返修、報廢等，增加了產品制造成本。將防錯思想融入到產品設計開發初期，可以避免由錯漏裝而產生的費用、周期和成本問題[3]。

防錯技術是利用防錯裝置減少缺陷的一種工程技術，現有的防錯裝置大體上可以分為電磁感應防錯裝置、機械固定防錯、設備提醒和人為提醒防錯4 種類型[4-5]。對白車身制造部門來說，提前安裝和設計各種防錯裝置，預防車身漏焊、錯裝、漏裝缺陷，獲得良好的產品質量，減少后續返修，降低制造成本是車身制造車間一直以來的課題。

1 白車身焊點焊接現狀

五菱品牌主要生產CN 系列和N 系列車型，白車身焊裝線上約50%的焊點采用人工電阻點焊的方式焊接。由于生產節奏快、人員置換頻繁，采用人工操作手工焊鉗焊接，側圍、車門等外觀件時，零件焊接過程中極易產生焊點扭曲、毛刺及凹凸等焊接缺陷，影響到鈑金外觀質量。為改善這些質量缺陷，車身車間廣泛采用增加焊接銅板來改善焊點表面質量，如圖1 所示。

圖1 固定式焊接銅板展示圖

在工裝上增加銅板，讓銅板緊貼零件表面，使焊鉗的上下電極一端接觸銅板，另一端接觸零件內板進行焊接，保證了側圍、車門等外觀表面焊點質量。雖然此焊接方式有效地降低了零件表面缺陷，但是還是會發生員工漏焊，一旦出現焊點漏焊，若不能及時進行排查和追溯，漏焊車輛遺留到下一工序，將會造成不可估量的損失。

2 焊接防錯裝置

2.1 焊接輔助限位裝置

在側圍、車門等表面焊點較多的區域，工段通過增加銅板降低焊點扭曲、凹凸等質量缺陷，提升外露焊點表面質量。而為了降低焊點漏焊，根據各工位實際情況，增加輔助限位裝置，將焊鉗限定在安全區域內活動，對焊點的位置起到了引導作用，避免焊鉗在非安全區域內操作，這樣就防止了焊點出現在錯誤的位置上，碰凹零件，導致返修。

員工在焊接下裙邊時由于無限位，導致焊鉗常常碰凹外板，造成返修浪費，平均每月耗時6 h 進行返修。在下裙邊焊接位置前用鐵片制作一個擋板在該處，防止焊鉗碰凹下裙邊外板，消除返修浪費。如圖2 所示。

圖2 焊接輔助限位展示圖

焊接輔助限位都是根據零件的結構、焊點的位置實配制造出來的，結構簡單，不影響車身焊接線上工裝的正常使用。實配實做，實用性強，工作效率高，效用明顯。通過這些輔助限位工裝結構，基本解決了焊點焊接在錯誤位置的問題。

2.2 感應防漏裝置

白車身上很多區域均裝配小零件，這些零件個頭小、裝配位置零散，容易導致零件漏裝，這些區域均設置感應防漏裝置。利用感應探頭，探測是否裝配零件，并與夾具進行關聯，若探測不到零件，則無法開關夾具，將漏裝缺陷控制在本工位。

翼子板支架防漏裝置：側圍工裝2#拼臺上設計翼子板支架防漏感應裝置，自動感應是否有翼子板支架，如感應開關未檢測到翼子板支架，則夾具無法打開，如圖3 所示。

圖3 翼子板支架防漏感應器裝置

前門內板鉚釘防漏裝置：在前門內板鉚釘下方裝配氣壓閥，在沒裝配鉚釘情況下，氣壓閥上的定位銷頂起，與拼臺關夾的氣路不通，無法關夾；反之，當內板裝配鉚釘時，鉚釘下壓，氣壓閥上的定位銷收縮，與拼臺關夾的氣路通暢，可以正常關夾，說明防錯正常有效，如圖4 所示。

圖4 前門內板鉚釘防漏裝置

2.3 機械按鈕切換

針對白車身有不同的車型配置，因零件A 與零件B共用拼臺、夾具，總成件上局部零件存在差異，需要對差異零件做零件識別。CN 系列標準型后車體總成5/8 座與7座，安裝電控切換開關，進行不同配置車型切換：生產標準型5/8 座，員工首先確認首臺后部下車體為標準5/8 座狀態，然后將旋鈕開關切換到7 座檔，夾具無法夾緊操作，有報警聲提示。切換旋鈕到5/8 座檔，夾具正常關夾；生產標準型7 座，員工首先確認首臺后部下車體為標準型7 座狀態，然后將旋鈕開關切換到5/8 座檔，夾具無法夾緊操作，有報警聲提示。切換旋鈕到7 座檔，夾具正常關夾。CN 系列標準型后車體防錯裝置如圖5 和圖6 所示。

圖5 CN 系列標準型后車體總成

圖6 CN 系列標準型后車體切換面板

3 新型氣動防錯裝置

3.1 新型氣動防錯裝置的工作原理

針對人工焊接容易漏焊的情況，設計開發一種新型的氣動防錯裝置，以規避員工漏焊焊點，提高產品品質的效果。氣動防錯裝置結構示意圖和控制原理圖，如圖7、圖8 所示。防錯裝置工作原理為：員工操作焊鉗焊接零件時，焊鉗上下兩極分別接觸零件上表面與3-焊接銅板，導致4-焊接銅板支架受力變形，帶動1-檢測開關，檢測開關（1/7）通氣給8-單氣控閥信號，單氣控閥通氣，員工操作打開9-打開開關，夾具打開。如果8-單氣控閥不通氣，則9-打開開關不工作，夾具無法打開[6]。

圖7 氣動防錯裝置結構示意圖

圖8 防錯裝置氣動控制原理示意圖

3.2 新型氣動防錯裝置應用

圖9 為氣動防錯裝置工作狀態及邏輯元件布置圖。現場使用此氣動防錯裝置進行焊接時，工作示意如下：員工操作焊鉗焊接零件，而銅板與圖9（a）中1-鉸鏈板連接在一起，鉸鏈板受力變形。鉸鏈受力壓向圖9（b）2-檢測開關，檢測開關通氣給3-單氣控閥，單氣控制閥通氣后，員工打開操作開關，夾具開夾。如果單氣控閥不通氣，打開開關不工作，夾具無法打開。

新型氣動防錯裝置已經在CN 系列車型中使用，根據現場使用情況進行全破壞試驗和超聲波測量發現，車身焊接焊點質量合格率保持在99.8%以上，幾乎沒有發生漏焊、漏裝、錯裝缺陷。對白車身進行CMM 測量，底盤關鍵測點的合格率保持在97%，整車合格率在93%。

新增的防錯機構在原有工裝的基礎上，進行添加銅板、增加氣動開關等線路小改造，防止員工漏焊焊點，避免焊接過程中產生焊點扭曲、毛刺、凹陷等焊接缺陷，使車身焊點漏焊率從0.2%下降到0.01%。

4 結論

在汽車制造過程中，防錯裝置具有十分重要的作用，有利于減少風險和損失，提高產品可靠性。制造防錯裝置需要技術和智慧，而一種新型的防錯裝置應用到現場更需要不斷的試驗與驗證。而本文闡述的防止焊點漏焊的氣動防錯裝置具有以下特點：該漏焊裝置工裝設計結構簡單，日常保養和維修簡單方便；現場安裝調試非常方便；制造成本和運行成本都低；生產穩定性高，使用可靠。