汽车车身的焊接工艺及其措施论文_和威

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摘要:我们在进行汽车车身焊接工艺的设计时,要严格遵从相关规范,将各种相关因素无一遗漏地考虑其中,由此才能获得完满、实用的车身焊接操作方案。

关键词:汽车车身;焊接工艺;设计

引言

汽车结构中的壳体是属于一种繁杂的组合体,其基本是由百余样薄板冲压式工件利用粘合、铆钉、焊制、机械式紧固等连接方式进行组合和构置而成。一般情况下,由于汽车车体冲压件本身所用的材料都是一些低碳型钢材,此类钢材具备很好的焊接品质。故此,在实施车体焊制活动时其时常显示出操作方便、节省钢料、密封性强等品质特点。同时又因为汽车本身壳体具有很强的结构复杂性,故针对车体焊制程序的设计内容彰显出了其自身独有的重要性,其是实现汽车制造品质改进的必要性条件,故本文在此针对汽车车体焊制程序设计做出粗浅分析。

1汽车车身焊接工艺概况

汽车制造中必须高度重视焊接工艺,关乎到汽车整体性能的发挥,也是汽车在制造的过程中必须经历的环节之一。汽车车身的焊接是复杂的过程,由于车身壳体是经过百余种及数百种薄板冲压而成,需要将其通过焊接、铆接、机械联结及粘接等工艺方法,联合成一个有机的统一体,是艰巨而复杂的过程,期间针对车身的材料焊接需要选取技术含量高的技术。这样即可以节省材料又便于操作,特别是焊接技术的选取,其密封性较好,具有众多的优势性能,是现代汽车制造中运用最为广泛的方法。

2汽车车身主要焊接工艺方法

2.1电阻点焊

针对汽车车身的焊接大概有4000个焊点,其均匀的布置在整个车身,因此针对这些焊点可以采取点焊的手法,当然点焊的质量要求也非常的高,其会直接影响到汽车相关使用技能。点焊的质量关乎到汽车性能的发挥,特别是安全性和可靠性是关键,影响汽车的使用寿命。此时必须对点焊引起高度的关注,如其工作的原理就是利用电流通过金属产生电阻,并通过电阻的热融化将金属达到两金属件间原子结合的目的。这一个过程需要不断地熟练操作及积极探索相关应对措施,才能将其达到较好的效果。焊件装配质量对电阻点焊也有着影响,装配的焊件极易产生一定的缺陷,很多间隙会造成焊接后的变形,标准焊接装配的间隙应该在0.6~0.8mm,制件尺寸装配间隙应该控制在0.1~0.2mm,才能保证焊接的质量。

2.2缝焊

缝焊是点焊技术的延伸,是许多重叠的焊点组成,其主要使用的是滚盘状电极,此种电极能够实现旋转。因此,在焊接时要加强相关电流,注重数值材料厚度和点距,注重材质的选定,才能更好地保障缝焊焊点间距。不同的材质有着不同的间距,如低碳钢的间距就是(2.8~3.2)t,如果是铝合金材质,其间距为(2.0~2.4)t,t为两焊件中较薄焊件的厚度,单位为mm。在缝焊的过程中要注意选取材料的材质,针对材质内容保障焊距,才能使得焊接达到一定的标准。

2.3凸焊

凸焊主要是应用与焊接低碳钢和低合金钢的冲压件,其是点焊的一种变型,例如针对板件的凸焊主要要注重其厚度,其最为适宜的厚度是0.5~4mm。通过对比凸焊和点焊,可以看出其不同的点在于焊件上,凸焊主要是在焊件上预先加工出凸点,或者通过焊件上原有的能使电流集中的倒角等作为焊接时的局部接触部位,确保该部位的准确性,才能使得该技术发挥到一定的工艺水平。

2.4激光焊接

目前,在汽车车身焊接技术中除了电阻焊和电弧焊,另一种较为先进的焊接技术就是激光焊接技术。激光焊是发展时间较晚的一种技术,但是其优势和特点却很明显,例如在工作过程中工作变形小、能量密度高、热影响区狭窄、焊接速度快、容易实现自动控制系统和没有后续加工困扰等。随着近几年的激光焊接技术的不断发展,其在金属材料加工领域的应用也越来越广泛,其发挥的作用也越来越显著。不仅在汽车车身焊接领域,在航空航天、国防工业、造船、海洋工程等均有应用,甚至在核电设备领域也有涉及。激光焊接技术在汽车制造业上应用最为广泛,其中包括多种焊接技术,例如激光拼焊板、激光钎焊和激光熔焊。

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3汽车车身焊制程序设计要求

3.1产品结构分块

通常来说,是由底板、四门两盖、内外侧围等大件总成组装成为车身本体构架。故此,针对同一种类型的车身结构分块基本是相同的。然而,其各个总成之间的对接次序与模式却表现出很大的差异性。于是欲完成好车身构架的组装和焊制过程,须做到先恰当地对其车身结构进行分块。现以某品牌汽车的平头驾驶仓为实例进行说明,第一先要构建出后围体结构的焊装总成(后围体和左/右侧围体共同构成焊接总成),第二部进行驾驶间总成的构建。

3.2确定操作规程

因为整个车身尺寸的拟定、加工和校验环节都需要设置在一个定位体系当中,故此,在对车身结构进行设计时一般都会把焊制、组装、倒运以及总装过程所需遵循的技术标准考虑其中。仅是在能够保证其都遵从于某一专门技术基准的情况下,方可实现组装车身构架时其整体车的结构尺寸和其外观几何形态完全吻合。在此基础上,此类基准还要适合于夹具的尺寸设计、现场制作、技术调整、性能检验以及维修过程等。于是,制定基准时尚需关注以下几项要素:①技术基准的通用性。②所用基准必须达到工件精准定位的要求。③所定基准一定要便于测量操作。④基准的执行必须方便于焊接作业的实施。

3.3选定车身组装时的几何配合基准

几何配合基准是说依据车身中每一器件或元件结构上的某一显要部位来表明此元件在X、Y、Z空间直角坐标系内的应有位置。针对车身元器件在其几何结构上所处的基准位置进行表明的效果是否达到精准水平,这在相当程度上关乎着整个车身组装几何外观的精确等级,基于此,针对其元器件所处基准位置的精准确定至关重要。其一,须在正式进入焊制工序之前,仔细分析相关于该部件的定位基准,并且和客户一起分析汽车车身的外观几何形态。其二,经过相关设计人员正式确定工件在车身结构中的基准尺寸确定之后再经客户做出具体的判定,另外也可以由客户亲自来确定其定位尺寸。

3.4确定组装程序

在车身焊制的组装总成环节、分体环节中,其中的每一种冲压器件均须依托严谨程序来加工和组装。因此,在实际的车身结构设计环节中须搞清各个零件的组装步骤,从而达到车身焊制作业的正常实施。

3.5分析焊点结构

通常来说,在对产品结构进行设计时须确定好焊点的重要等级、焊接数量、具体位置及焊接强度等参数。然而,时下部分业主并没有提供产品图纸而只是提供产品数模。

3.5.1确定定位焊点

汽车车身中较为复杂的构件,常常需要经过组装与补焊等过程来完成焊接。在进行工位组装时,往往受到设备布置空间、生产节拍以及夹具空间占用情况等因素的限制,难以一次就将全部焊接工作完成,而是需要将其分为若干部分,并逐步完成焊点,最后,还要保证焊点能够确保工件离开夹具时的尺寸与形状。

3.5.2焊点分组

汽车车身的任一总成上均有很多焊点需要完成。所以,在设计工艺过程中应当对焊点分组。

3.5.3焊钳初期选型

焊钳初步选型即对焊点组数量进行明确,也就是确定焊钳的最小数量。以工程的尺寸与形状为依据来明确焊钳的吊挂形式(转环、纵吊、横吊)、焊钳的形式(C形、X形)、电极形状、形成、喉深、开档等内容,并确定焊点的位置以及操作位置。

结束语

焊接过程是汽车车体制作中最为常用的组装方式之一,其焊制品质的优劣在很大程度上关联着汽车的本体性能。故此,为了更有力的促进当今我国汽车工业的发展,需要对相关于汽车车体焊接程序设计方面的一些内容展开深入的探讨和分析。

参考文献:

[1]王艳俊.轻量化汽车车身铝合金的电阻点焊研究[D].南昌大学,2017.

[2]黄小军.汽车车身单面点焊技术及质量控制[D].长安大学,2017.

[3]李贤林.汽车车身外板件焊接操作技术解析[J].汽车维修,2017(09):18-21.

[4]袁伟.汽车车身铝钢金属板件磁脉冲焊接工艺研究[D].湖南大学,2017.

论文作者:和威

论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期

论文发表时间:2019/3/27

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