摘要：汽车车身壳体是一个复杂的结构件，主要是由上百种薄板冲压件通过粘接、铆接、焊接、机械联结等方式联结而成。因为大多数情况下，汽车车身冲压件的材料是采用低碳钢，具有优良的焊接性能。因此，在进行车身焊接时往往具有操作便捷、节约钢材、密封良好等优点。又由于汽车车身壳体的复杂性，车身焊接工艺的设计显得尤为重要，是改善汽车制造质量的重要前提条件，因此下文将对汽车车身焊接工艺设计进行简要分析。
关键词：汽车车身；焊接工艺；设计
一、汽车车身的焊接工艺的设计要素
1、汽车模型设计
一般情况下，汽车制造行业在汽车模型构建的过程中，经常采用UG、CATIA、Pro-E等三维软件进行构建，从而获得相关的数据。在汽车车身的焊接过程中，整车模型主要是利用数模装配组成的，在软件中可以获得汽车车身结构的大小，以及各个零件之间的相关参数。
2、样件、样车
在汽车车身的焊接过程中，试制人员应当对汽车车身的生产工艺进行全面的了解，其中包括了汽车车身分总成、冲压件等各个方面的内容。
3、设计图纸
开发人员应当编制完善的焊接工艺方案，这样可以为汽车车身的焊接工艺的实现提供了重要的技术支持。
4、零件明细
在汽车车身的焊接过程中，工作人员应当对各个部分的零部件，进行全面的记录，其中包括有：汽车车身各个部件的编号、名称、标准件的数量、规格等个方面，这样在零件查找和制造过程中，可以提供了重要的参考依据。
二、汽车车身焊接工艺设计的具体分析
1、产品拆分
产品的拆分是汽车车身焊接工艺设计的重点。产品拆分就是将汽车车身拆分为地板、门、顶盖和前、侧、后围等几个部分。一般来说，相同类型车身的分块是基本一致的。然而，在实际的焊接过程中，受到拆分形状以及大小等方面的影响，连接的顺序以及方法是千差外别的。所以，必须在科学拆分的基础上，结合拆分的具体情况，选择不同的连接方式，提高连接方式的正确性和科学性，从而尽可能地提升焊接的质量，保证尺寸以及生产节拍的准确度和合理性。比如，在对汽车车身的顺序、形状以及大小等方面进行综合的分析和研究之后，以整体观来对汽车车身进行科学的拆分。如下车身具体包括纵梁和地板；主车身具体包括轮罩以及侧围内板骨架；而侧围则除了包括A、B、C柱与门槛之外，还包括必不可少的侧围外板等。在完成上述步骤之后，需要实施整车合车，并对极易损坏的车门和引擎盖、后备厢盖进行装配，同时结合规格以及生产节拍方面的实际需求，完成各部分总成的深入拆解。
2、凸焊工艺
凸焊工艺的关键就是重视螺母规格和板材厚度的选择，提高二者的匹配度。一般情况下，板材的厚度随着螺母规格的增加而增加，而当板材厚度逐渐增加的时候，所需的焊接参数也随之提高。如果板材厚度与螺母规格不相匹配，就会导致问题的发生。比如，当螺母规格较大，却选择厚度较小的板材的时候，既会导致板材过烧，又会增加螺母的负荷，同时由于板材的承受载荷的能力过小，致使失效状况的发生。反之，当螺母的规格较小，却与厚度过大的板材相互匹配的时候，为了达到焊透板材的效果，一定程度上会增加参数，从而导致螺母过烧，出现变形以及损坏的现象。因此，在汽车车身焊接工艺设计的过程中，必须要重视螺母规格和板材厚度选择的科学性，根据实际状况，对二者进行选择和匹配。如M5规格的螺母与厚度为0.7毫米至1.2毫米的板材相匹配；M6规格的螺母与厚度为1.0毫米至1.5毫米的板材相匹配等。
3、点焊工艺
3.1零件板厚的控制。点焊工艺首先是要保证焊点强度，板材过厚或搭接层数过多，点焊很难焊透，板材过薄，则焊点容易烧穿，这都会影响到焊接强度，进而影响整车的刚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在点焊工艺设计过程中，必须对其零件的厚度，进行有效的控制，使工艺得以实现，一般情況零件单层板厚在0.7～3.2mm，其焊板层数应当小于4层，就是避免4层板焊接，减少3层板焊接。还要注意搭接板材厚度比不要超过1：3，否则会出现熔核严重偏移，对焊接强度极其不利。
3.2控制搭边宽度和焊点间距。搭边尺寸太大，造成材料浪费，车身增重；搭边太小，热影响区到板材边缘，板材金属脆化，同时也不利于焊接操作，易出现边缘焊，会影响到车身强度。焊点间距太大，造成连接强度不足；焊点间距太小，既造成资源浪费，还可因分流而造成强度减小。冲压件匹配时的搭边尺寸和焊点间距控制是保证汽车车身点焊工艺质量的重要因素。从笔者多年经验，以表2控制较为合适：
3.3焊点可达性。再好的设计工艺实现不了也是枉然，焊点可达性是在做点焊开发设计时需要考虑的重要因素。零件的焊点位置是否焊枪可达到，结构是否是开敞的，与周边零件的型面或翻边距离是否过近，尤其一些有外观要求的表面，建议手工焊留50mm以上间隙，机器人焊接留30mm以上间隙即可。
焊接面角度。焊接面的角度设计也是一个必须考虑到的因素，尤其是采取手工焊接，有些角度根本无法操作，最好是能设计在X/Y/Z平行平面上，如果实在不可避免，在同一个零件搭接焊点尽可能选在相近的角度。
4、保护焊工艺
汽车车身焊接工艺设计效果与保护焊有着直接的关系。在汽车下车身以及底盘零件中，保护焊的应用是较为频繁的，它能够有效地提高汽车车身的强度，保证汽车的质量。而气保焊工艺是一种通过二氧化碳，来充当保护气体，进而实现焊接目的焊接方法。在汽车车身焊接工艺的应用过程中，主要由机器人进行气保焊的具体操作。因此，必须在设计的过程中，通过强化工艺参数的设置，以及确保工装夹具的平衡性和稳定性，来促使焊接工艺水平的提升。
三、汽车焊接工艺设计的主要注意事项
1、车在装焊过程中，合理分块非常重要，而车总成的分块大体相同，但往往对头接缝处有所变化，要认真分析。分块决定夹具的套数、工艺流程，是工艺设计的第一步。
2、工艺设计不能只顾眼前，应该远近结合、滚动发展，做到近期合理、远期可行。
3、要充分考虑混线生产的可能性，在夹具设计任务书和工艺设备选型上尽可能柔性化。
4、生产方式尽可能精益，尽量减少在制品存放，大型外覆盖件的物流尽量短；灵活布局车间内的各条生产线，使各生产线之间工件输送及与其他车间的衔接尽量短捷、顺畅，提高生产效率。
5、小件生产尽量集中布置，提高设备利用率。按照工艺流程在线旁布置小件的模式，从节约成本的角度看是不可取的。
6、要进行三维焊钳与夹具的焊接过程动态模拟，提高选型准确性。
7、将以往设计中不宜发现的问题经过计算机仿真，较早地被发现和解决，提高设计方案、图纸的准确性和节拍平衡。
8、工艺设计不能脱离生产管理系统，计算机系统在那些工位取得生产信息，就要求在设备定货技术任务书明确功能及接口条件。
结束语
综上所述，车身焊接工艺可对汽车整体的质量产生极大的影响，所以应注意在完善焊接工艺设计的基础上对车身焊接方法进行优化。此外，由于汽车车身焊接工艺的设计受到多种因素的影响，如投资限制、精度要求、工艺水平及用户观念等，所以在选择与设计焊接工艺时也应全面考虑多种因素，以保证车身焊接质量与设计要求相符。
参考文献
[1]于奎刚，杨志宏.基于柔性装配偏差模型的汽车车身薄板零件公差设计[J].山东大学学报（工学版），2014，44（03）：01-06.
[2]马莲琴，王玉萍，娄改焕.HNASE08061ZN6500系列车体焊接工艺方案设计[J].山东大学学报（工学版），2012，34（07）：56-12.
论文作者:罗平英
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/19
标签：车身论文; 汽车论文; 板材论文; 焊接工艺论文; 螺母论文; 厚度论文; 零件论文; 《电力设备》2018年第3期论文;