浅析汽车车身的焊接工艺设计

2018-09-15 11:28:00
陆启蒙
原创
1332

引言

作为 汽车车身生产过程中的重要环节,其焊接的关键地位不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对汽车车身的 焊接工艺设计的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项设计工作的最终整体效果。

1 概述

汽车是人们非常重要的交通工具之一,提高汽车白车身焊接质量能够提升汽车的总制造质量,这对降低交通事故具有促进作用。所以,要重视汽车车身的焊接工作,进而逐步改善汽车总制造质量。目前,市场上多数车身结构是钢制冲压件为主体的单体式车身,很多冲压件经过凸焊、 气体保护焊、电阻焊等工艺连成一个车体。因为钢制冲压件厚度都很薄,薄板冲压件焊接质量标准及焊接工艺具有自己独特的特
点,实际焊接过程中要严格控制车身的焊接标准。

同时, 汽车车身焊接工艺对汽车整车制造质量具有很大影响,因此,制造汽车过程中,要高度重视汽车白车身焊接工艺选择,因为焊接工艺受用户意向、工艺水平、产品系列等因素影响,设计过程中必须全面考虑各工艺优缺点及影响因素,结合厂家要求,不断完善焊接工艺的设计方案,优化 焊接方法,全面考虑各种因素影响,确保车身焊接质量满足要求。

2 汽车车身焊接工艺的设计要素

为了确保 汽车焊接工作的顺利开展,在进行焊接工艺设计时需具备如下要素:

①汽车车身数学模型。通常情况下,在 汽车制造业中打开数模通常是采用 UG、Catia、ProE 等三维软件来进行,由此获取相关数据。在设计汽车车身焊接工艺过程中,整车数模是由全部数模装配而成,并从中获取车身结构尺寸以及零部件间的位置关系等参数。除此之外,还可以通过车身数模来制作出各种轴测图以及剖面图等。

②样件、样车。包括了汽车车身分总成、各大总成、总成以及冲压件等内容。

③整套产品图纸。

④车身零部件明细表。包括了车身各部件的编号、名称,标准件的数量、规格以及冲压件的数量、编号以及名称等内容。

3 汽车车身焊接工艺设计探讨

工艺设计是焊接生产线设计的基础,其他专业设计均以工艺设计文件为指导,工艺设计文件的深度必须满足相关专业的设计需要。

3.1 平面布置

调整线:靠近油漆车间入口侧布置,预留扩能面积,两种不同系列车型尽量分为两条线布置,公用一个进入油漆车间的通道。

车身线:靠近调整线布置,车身线与调整线之间以存放约 20 台的车身总成为宜,侧围线分左右布置在车身线的侧围上件工位两侧,采用斜坡积放存储输送机存放侧围总成,并将侧围总成从地面送到车身线装配平台进行侧围与底盘的预装。

为降低投资风险,新车型投放宜采用滚动发展模式,一款车型获得市场认可需要扩大产能时再有计划地在预留面积上实施二期、三期工程,这样可以避免高投入低产出带来的投资效益低下的风险。

3.2 流体设计

焊机冷却水主水管宜使用 不锈钢管,分支管路设置过滤装置,定期冲洗管路杂质;每个分路的水管不宜接入设备过多,一般 8 台左右。压缩空气管径视设备耗气量要求而定,接气点至焊机的软管不得小于 6 分管。用气点到分支管接气点不宜过远,过远的距离影响气源使用质量。

3.3 电力设计

电阻点焊设备用电特点是短时大容量用电,焊装车间变压器电力安装容量不能简单地将所有点焊设备功率相加得到总的电力容量,点焊设备功率相加的容量一般称之为电力设计容量,电力安装容量为设计电力容量乘以安装系数,该系数与设备数量与汽车年设计纲领、设备功率、设备负载持续率相关,通常设备数量多、功率低、点焊设备负载持续率低、产品设计纲领高其系数较小。

3.4 工艺路线

为提高单位面积生产效率和人均生产率,应减少零件自制率,尽量外委需要专业化生产的、宜于运输的零合件。如:轴类零件、滚压型腔类零件。零合件大量外委生产的优点:由于零部件企业可以从整车企业得到稳定的订货,可以事先了解整车企业开发新产品的计划,从而进行技术改造和设备更新,形成大批量的专业化生产,避免在激烈的竞争中被淘汰;对整车企业来说,通过与零部件企业的专业化分工,节约了投资,缩短了产品开发周期,分散了风险,降低了成本,提高了劳动生产率。作为例外,前后保险杠是高利润产品,备件市场巨大,主机厂应投资自制前后保险杠。

3.5 分析焊点

一般而言,在进行产品设计时就应确定好焊点的重要程度、数量、位置与幅度等参数。但是,现阶段部分业主并未出具产品图纸而仅仅提供产品数模。在此情况下,则需要相关设计人员来对焊点的主要参数进行确定。

(1)确定定型焊点。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,这就是我们通常所说的定型焊点(即点定点)。

(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)焊钳初步选型。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。以人工工位为例,车身的工程尺寸与形状关系到焊钳的吊挂形式(转环、纵吊、横吊)、焊钳的形式(C 形、X 形)、电极形状、行程、喉深、开口大小等内容,并确定焊点的位置以及操作位置。如若无法通过模拟找出最佳焊钳焊接的焊点,则应当重新设计焊钳。

4 结语

综上所述,加强对汽车车身的焊接工艺设计的研究分析,对于其良好设计效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的汽车车身的焊接工艺设计过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体设计实施方案的科学性。


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