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汽车车身焊装工艺技术

汽车车身焊装工艺技术
汽车车身焊装工艺技术

汽车车身焊装工艺

汽车车身装配主要采用焊接方式,在汽车车身结构设计时就必须考虑零部件的装配工艺性。焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的,必须进行综合考虑,它是影响车身制造质量的重要因素。

第一节焊装工艺分析

工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下,能否保证以最少的原材料和加工劳动量,最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。

一.生产批量

车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说,批量越小,夹具的数量越少,自动化程度越低,每台夹具上所焊的车身产品件数量越多;反之,批量越大,焊装工位越多,夹具数量越多,自动化程度越高,每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。

1.生产节拍的计算

生产节拍是指设备正常运行过程中,单位产品生产所需要的时间。

假设某车年生产纲领是30000辆份/ 年

工作制:双班,250个工作日,每个工作日时间为8小时

设备开工率:85%

则生产节拍的计算为:

2.时序图设计

时序图(TIME CHART)是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系,这些动作包括上下料(手动或自动),夹具夹紧松开,自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。生产线上每个工位的时序图设计总时间以满足生产节拍为依据,同时时序图也是焊装线电气控制设计的技术文件和依据,是机电的交互接口。

如图4-1所示为一张时序图,它的内容包括:

(1)设备名称,它是以完成动作的单元来划分。例如移动装置,夹具单元1,焊接,车身零部件名称等。其中车身零件名称表示上料动作,组件名称表示取料动作。

2)相应设备的动作名称,它是以动力源的动作来划分的。例如移动装置是由气缸驱动上下运动和电机驱动工位间前后运动组成,它的动作名称分别为上升,下降,前进,后退;再例如夹具是由夹紧气缸驱动夹紧,它的动作名称分为夹紧,打开等。

(3)各动作顺序及时间分配,动作时间表分配是以坐标网格的形式标记,每格单位为5秒,一个循环总时间为生产节拍,各动作之间的前后顺序关系图用箭头线标识。一般气缸

夹紧动作时间为2~3秒;焊接时间与焊点的数量有关,常以一个焊点3秒的时间估算。合理分配调整各个动作的时间,满足生产节拍要求是车身焊装工艺设计的关键。

(4)行程开关(L/S)和电磁控制阀(V/V)编号,它标明了各个动作之间的顺序及互锁关系,其编号与相应气路控制图上的编号应该一致。

时序图的设计在工艺方案总设计完成后就可以进行,通过计算各动作的顺序时间,可以得出本工位的时间节奏,比较能否满足生产节拍和生产纲领要求,并作相应调整,甚至改变工艺设计。由于每个车身装焊的零部件数量一定,焊点数量一定,焊接时间一定,要达到一定生产节拍内完成所有焊接,就必须将工序分开,分工位上料、焊接。

二.车身产品分块

分块是将车身外壳体分成若干块便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量,并可有效地简化和优化制造工艺。

汽车白车身是一个尺寸很大的复杂的焊接结构件,设计制造时常常是将车身总成合理地划分为若干个部件和组合件,分别进行装配焊接成分总成件,然后再装配焊接成总成结构,这样化复杂为简单,化大为小,可以大大提高劳动生产率,改善结构的焊接工艺性。

1.结构分离面

将白车身总成分解为若干个分总成,相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可以分为两类:

(1)设计分离面

根据使用上和构造上的特点,将汽车车身分成为可以单独进行装配的分总成,如发动机罩、行李厢盖、车门、车身本体等,这些分总成之间的结合面,称为设计分离面。

设计分离面一般采用可拆卸的连接,如铰链连接,以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装,而不损坏整体结构。(2)工艺分离面

在生产制造过程中,为了适应制造装配的工艺要求,需要进一步将上级分总成分解为下一级分总成,甚至小组件,进行单独装配焊接,这些下一级分总成或组件之间的结合面,称为工艺分离面。例如车身本体总成分解为前围、后围、地板、左/右侧围、顶盖六大分总成,这六大分总成分别平行进行单独装焊,而后总装在一起进行焊接,这些分总成之间的结合面就是工艺分离面。

工艺分离面一般采用不可拆卸的连接方法,如焊接、铆接等。它们最终构成一个统一的刚性整体。

2.装配焊接方法

根据工艺分离面的划分情况,将汽车车身装配焊接方法分为两类:

(1)集中装配焊接法

将车身产品的装配焊接工作集中在较少的工位上,使用较少的工装夹具来完成装焊工作,称为集中装配焊接法

2)分散装配焊接法

将车身产品的装配焊接工作,分散在较多的工位和工装夹具上来完成,称为分散装配焊接法。它分散的依据是工艺分离面的确定。

如表4-1为某一轿车车身侧围总成分散焊装流程图。3.分散装配焊接法的优越性

在车身制造中,要根据生产纲领、工厂的设备情况和技术水平,合理地划分组合件,分总成进行装配焊接,这种方法有很多优点:

(1)可以提高焊装质量,改善工人的劳动条件

把整体车身结构划分成若干组合件、分总成后,它们就变得重量较轻、尺寸较小、形状结构简单,容易保证焊装精度。因为有很多尺寸、形状和技术要求等在部件上保证比在整车上保证要容易的多。例如侧围窗框尺寸及外轮廓曲线的形状等都是在侧围总成的焊装线上得到保证。

从焊接角度来讲,分散装配焊接可以把一些需要全位置操作的工序改变为在正常位置的操作,使焊点尽量处于有利于焊接的位置,可尽量避免立焊、仰焊、横焊,这样有利于提高装配焊接质量,改善劳动条件,也提高了劳动生产率。例如车身的顶盖、侧围及前、后围在整车总成焊装中分别为仰焊和

立焊,而在分总成焊装中可变成俯焊。

随着零件分散程度提高,操作工人分工更加细化和专一,更容易掌握操作技术和提高技术的熟练程度,从而迅速提高劳动生产率和焊装质量

(2)缩短产品的制造周期

组合件、分总成的焊装生产可以并行进行,扩大了工作面,增加了同时工作的人数,避免各工序之间的相互影响和等待。有的组合件或分总成具有相同或相似的形状和尺寸,可以组织连续性流水作业以缩短制造时间。例如车身左右侧围焊装线的布置。

(3)容易控制和减少焊接应力和焊接变形

焊接应力和焊接变形与焊缝在结构中所处的位置及数量有着密切的关系。在划分组合件时,要充分地考虑到将组合件的焊接应力与焊接变形控制到最小,使总成装配时的焊接量减少到最小,以减少可能引起的焊接变形。而且,在组合件焊装时,结构刚性降低,可以比较容易地采用夹具或其他措施来防止变形。即使已经产生了较大的变形,也比较容易修整和矫正。

(4)可以降低焊装夹具的成本

分组件装配焊接法以后可以大大简化焊装夹具的复杂程度,有利于夹具的设计和制造,从而使焊装夹具的成本降低。

(5)可以提高生产面积的利用率

分组件装配焊接可以减少和简化总装时的工位数,增加平行进行作业的地点,大大扩大了装配焊接的工作面,提高了生产面积的利用率。

4.工艺分离面确定原则

工艺分离面的合理确定是发挥上述优越性的关键。划分组件进行装配焊接时应从以下几个方面来综合考虑:

(1)尽可能使各组件本身的结构形式是一个完整的构件

要考虑到结构特点,便于组件、分总成的最后总装和结构尺寸精度的保证。工艺分离面要避开结构上应力最大的地方,保证不因划分工艺组件而损害结构的强度。

(2)保证组件的强度和刚度

所划分的组件、分总成结构要有一定的刚度和强度,即在白车身重量的作用下,不能产生永久性变形,同时也要考虑吊装方便。

(3)工艺上的合理性

工艺上主要考虑划分组件后焊点数量和位置的合理布置,要有利于采用自动化和机械化设备,也有利于减小焊接变形,可以提高产品质量和劳动生产率。

(4)现场生产能力和条件的限制

分组件装配焊接中,由于采用较多的专用夹具,生产准备周

期较长,各工序之间的协调关系复杂,给生产管理带来困难。同时随着焊装工位数量的增加,要求有较大的生产面积和较多的技术工人。

(5)生产节拍的要求

在大批量的生产中,采用分组件装配焊接法进行生产,能显著地提高劳动生产率和产品质量,缩短生产周期,降低产品成本。虽然此时由于分组件装配焊接增加了工序及专用夹具的数量,使其费用增多,但产量大而分摊到每个产品上的费用不会增加,仍然可以得到显著的经济效果。

当单件生产、试制和少量生产时,为了缩短生产准备周期,减少专用夹具费用,减少工件在夹具上的装卸次数,减少辅助工时,宜采用集中装配焊接的方法。

三.焊接结构

由于汽车车身除某些加强构件外,主要都是由低碳钢薄板冲压零件焊接而成,其厚度在0.6mm~1.5mm范围之内。采用最多的焊接方法是电阻点焊,它将工件(PANEL)以200~300kgf程度加压至焊枪的铜电极,并瞬间(0.16~0.2秒)通过大约1万安培的高电流,以电极接触点发生的电阻热熔融结合的焊接方法。在一辆小车的车体中大约有3000个焊点,其大部分为两层焊,根据结构也有3~4层焊。

当生产批量不大和具有密封要求的连接处,以及开敞性差的

焊缝,一般采用二氧化碳气体保护焊。

1.焊接接头型式

焊接连接处称为焊接接头。因电阻点焊的要求,车身结构的基本焊接接头型式主要是搭接接头和弯边接头,如图4-2所示。其中4-2(a)(b)为搭接接头,4-2(c)(d)(e)为弯边角接,4-2(f)为弯边对接。

弯边接头的焊点操作性优于搭接接头,因为弯边

接头焊点直接暴露在操作台面一侧,选用小型“X”(a) (d)

型焊钳就能很方便地进行焊接。

考虑焊接强度,弯边接头起到相当于加强梁的作

用,可增大结构强度,但翻边因受冲压工艺的限制,

导致贴合不理想,易产生焊接缺陷,而且弯边接头的(b) (e)

焊点抗正应力能力比抗剪切能力差,总的对焊接强度

增大不大。

考虑焊接精度,搭接接头焊点质量主要决定于工(c) (f)

装的精度。而弯边接头焊接质量除了与工装精度有关图4-2 焊接接头型式

外,还与零件翻边精度有关,而受冲压工艺和储运方式的影响,翻边是零件质量最不稳定的地方,它容易导致两零件因

贴合不好产生焊接变形,而且弯边接头的零件不利于利用工艺孔对零件作精确定位。

2.接头开敞性

封闭接头是不可能用作点焊的,半封闭接头如车身底部和内部接头也会给制造带来一定麻烦。如图4-2(b)所示为封闭断面结构,不易直接采用点焊。因为下电极无法设置,需要采取间接导电型式或改用其它焊接方法来解决。

由于车身各连接部位不同,组成零件的形状不一样,虽然都采用搭接或弯边接头,但其结构的断面形状有很大差别。如图4-3为车身侧围典型断面示意图。其中(a)与(e)中焊点A的开敞性差,结构设计不合理,如果将(a)断面形状改为图(b)的型式,就大大提高了焊点的可达性;同样(e)结构也是如此。若在结构设计上不能避免封闭式断面,则可以通过结构分解来实现

焊点的焊接,如将(a)中结构分解

为件1和件2的组合件,先焊完点

A后,再装焊件3,这样不仅达到了

结构设计要求,而且改善了结构的

开敞性。同样(e)中也可以先将件2

和件3在A点焊好后再装焊件1。

冲压件结构型式要考虑点焊工

艺性。由于电阻点焊方法本身可达性

差,在车身结构设计时,应尽量避免采用狭窄而深的或上、下电极难以接近的焊接结构和焊接接头。如图4-4所示,(a)中由于上电极伸入深窄的焊件中,增加了点焊机的二次回路的感抗,使焊接电流不稳定而降低焊点强

度和质量;图4-4(b)结构中必须采用特殊弯电极,

这种电极的冷却条件不好,降低了焊接表面质量和

电极的使用寿命。

(a) (b)

3.接头的强度图4-4 不合理的点焊结构

点焊焊缝适宜在剪切力下工作,而不适宜在拉伸力下工作。设计汽车车身点焊焊接结构时,应尽量使焊缝在剪切力而不是在拉力下工作。如图4-5所示,(a)为焊点受拉伸力状态,(b)为焊点受剪切力状态。

点焊焊缝的强度与母材的种类及焊接工艺有关。

例如,低碳钢的剪切容许应力可取为母材的65%,

而拉伸容许应力可取为母材的40%,焊点布置方案(a) (b)

不同,焊点中所受应力的种类也不相同。另外,要图4-5 焊点受力状态

尽量避免焊点密集布置或交汇在一起,否则金属易由于过热而产生严重应力集中及变形,影响焊接质量。

车身外板的焊接,由于焊接热应力会

使表面局部变形而影响外观质量,这时可

通过改变车身零件形状来消除或减轻这类

缺陷。如图4-6(a)是轻型汽车门板的点焊

接头,在门外板表面1区会出现凹凸不平,

若将门外板此处设计成带斜凸梗的棱线

(如图4-6b),就可以起筋条的作用而减图4-6 车身外板形状

小变形。假如外部造型不允许这样,也可将门外板制成曲面形状(如图4-6c)。

4.焊接厚度

点焊通常用于两层薄板之间的连接,有时也用于连接叠在一起的三层薄板。为了保证焊点的焊透率,两层焊件厚度宜相等或相近,厚度相差应不大于3倍。连接三层板时,如板厚有差别,厚板应置于中间,有利于熔核在三层板上形成。四.焊点布置

车身焊接中焊点的数量以及焊点间距的确定是焊装工艺性的一项重要内容。焊点间距越小,焊点数越多,焊接强度也就越高,但分流越大,它会给产品的强度带来不利影响。焊接质量也会因分流的影响而不易保证。

根据车身焊接接头的特点以及车身结构设计时接头的搭边宽度和焊点布置等,焊点布置应着重考虑以下几个问题:1.在满足接头强度和技术要求条件下,尽量减小搭边宽度,以减轻结构重量。为保证焊点质量,对焊点中心离板边的最小尺寸要求,可参考表4-2。

表4-2 焊点中心到板边的最小距离

焊件厚度(mm) 1 2 3 4 6

焊点中心到板边最小距离(mm)8 12 18 25 30

2.在实际车身制造中,由于设置焊装夹具的需要,对弯边接头的宽度(如图4-7)应保证a至少为20~25mm,其根部尺寸一般等于板厚。

3.焊点的距离应选择适当,在保证接头强度和技术要求的前提下,

焊点距离应尽可能大些。因为在焊缝长度一定的范围内,焊点

布置越多,点距越小,分流越大,焊点熔核尺寸减小,反而降

低了焊缝强度。车身焊装的合理点距如表4-3所示。焊接大零

件或组合件时,点距可以适当加大,一般不小于35~40mm,

在图4-7 弯边宽度

有些非受力的部位,则焊点的距离还可以加大到70~80mm。在

多点焊机上焊接,焊点之间的距离要求不小于50mm。

表4-3 车身焊装合理点距

一个焊件厚度(mm) 1 2 3 4 6

二层板焊接的最小点距(mm) 15 25 30 40 60

三层板焊接的最小点距(mm) 20 30 40 50 80

4.三层板焊接时,其点距比二层板焊接时要适当大些,如表4-3所示。考虑焊点强度的稳定性,尽可能少采用三层板的焊接结构。

焊点的合理布置并不能完全弥补由于产品结构本身设计不合理所造成的强度不足的缺陷。因此,为了提高产品的使用寿命,必须在设计合理的产品结构基础上,来考虑焊点的合理布置。

五.焊装工艺规程的编制

汽车车身焊装工艺过程是指各种零部件装配成组合件和分

总成,然后在进一步焊装成总成件的过程。指导这一过程的工艺性文件就称为焊装工艺规程。它是车身生产中重要的指导性文件,其内容包括要焊接的零部件名称,装配焊接顺序,装配焊接方法,质量要求,检验方法,焊点数量、布置等,有利于生产组织和管理工作。

1.装配工艺方案

装配工艺方案是对车身产品焊装过程中的主要问题,作出原则性的规定。一般在立项时开始编制。其编制内容包括:(1)产品对象

总成件及零部件、组合件的数量、名称和结构。

(2)设备描述

确定产品分散装配焊接方法,所需工位总数,各工位焊接方法,上料方式,工装设备,工位间距,工位间的传输方式等。(3)设计依据

产品生产纲领,工装设备定位精度,工作区大小,设备开工率,水、电、气参数,设计数据和图纸等。

(4)工艺方案

各工位上料顺序,焊点数量,工装夹具方式,焊接方法,作业方式,作业时间等。

(5)技术质量要求

工装设备技术制造、操作要求,焊接质量要求,产品尺寸要求,焊接设备要求等。

焊装工艺方案不仅在工艺原则上规定了工艺过程本身,同时也决定了生产组织和计划工作、厂房和车间的布置、各种设备和装备的配备,它直接影响到生产的周期、劳动生产率和生产成本,它是各种设备和装备选购的技术依据。

2.工作工艺规程

工作工艺规程是装配工艺方案中每一个工序内容的详细具体说明,它是根据装配工艺方案进行编制的,也称工序卡。它规定了本工序各装配零件在夹具中的安装顺序、定位和焊接方法、焊接规范、时间定额、所用工具设备以及耗材等等。如表4-4为一张典型的工序卡片。

第二节焊装夹具的工艺方案设计

轿车车身是由上千个冲压件、近5000个焊点焊装成一个整体,每个零件之间的连接必须在三维空间中依靠焊装夹具定位,零件与零件连接形成一个整体车身。每一个零件的连接精度,都是由焊装夹具来保证,它直接影响到功能部件,如发动机、转向器、变速器等的安装精度和性能。重要的外形部件,如保险杠、车门、发动机盖、后箱盖、前后灯等的安装平顺性,都与车身焊装形位精度有直接的关系。

在进行焊装夹具设计之前,首先需要根据车身零件的形状、

焊装工艺、焊点位置及数量来设计夹具的工艺方案,即设定焊装过程中夹具的定位基准及定位基准的形态。

一.定位基准的基本概念

基准是指某些特定(参考)点、线、面的组合,借以确定零部件中相关点、线、面的位置。按其用途不同,可分为设计基准和工艺基准。设计基准是指在产品图样上,设计者所选定的参考点、线、面的组合,用以确定零件轮廓、尺寸及形位公差等。工艺基准是指在加工过程中,直接用于测量、定位、安装零部件时的实际点、线、面的组合,它分为定位基准、装配基准和测量基准。

夹具的定位基准是为了使焊好的车身组件、分总成件、总成件的位置与车身产品设计图纸、冲压成形零件的形状尺寸、车身测量数据在X、Y、Z方向上一致,所设定的焊装夹具的位置。合理选择夹具的定位基准,可以简化焊接工艺和夹具结构,并且容易保证车身零件的装配焊接精度和质量。选择夹具定位基准时,应尽量使其与车身零件设计基准相统一,减少因基准不重合带来的误差。

1.定位基准的种类和功能

(1)定位基准面

定位基准面有主基准和副基准两种。主基准面是为了保证被焊零件的准确定位。主基准面应该尽量设定在保证零件形状精度和刚性的位置上,而且数量尽可能少,一般主基准面为

不可调整的形式。副基准面是为了校正零件、辅助焊接过程或辅助焊接设备而设定的,它能约束零件的扭曲和回弹、使零件保持形状不变、校正和约束焊接变形,是焊接工装结构上必要的基准,它设计成可调整的形式。

(2)定位基准孔

定位基准孔也有主基准和副基准两种。主基准孔的作用是固定被焊零件,它用圆柱销约束零件的两个方向,在保证可靠定位的前提下主基准孔的数量应尽可能少。副基准孔的作用是防止被焊零件的回转,它可以用圆柱销或菱形销定位,一般选择零件上的长孔作为副基准孔,用菱形销约束零件的一个方向。

(3)定位基准端

定位基准端也有主基准和副基准两种。主基准端使被焊零件准确定位,它确定一个方向的位置,不可调整。副基准端是为了辅助焊接过程或焊接设备而设定的,它是约束焊接变形和焊接时两个零件错位的基准,设计成可调整的形式。

2.定位基准选择的优先顺序

(1)考虑车身零件的制造工艺,定位基准确定的先后顺序为总成分总成组件零件。因为如果装配件的定位基准不确定,则不可能对零部件的精度确定及正确评价,也无法

决定零部件的准确修正方向。同时为了使车身零件在制造过程中的变化要素最小,需要把含有更多变化要素的装配件上的定位基准首先确定。

(2)为了确定车身零部件的位置,需要基准孔、基准面和基准端的组合,但是在同一方向上约束时,采用基准面、孔、端的顺序不同。考虑车身零件的形状,定位基准选择的先后顺序为基准面基准孔基准端。这与冲压零件的成形顺序一致,即先拉延后冲孔。优先选用基准面可以使相邻零件的贴合面累积误差最小,也容易补偿刚性不足的零件形状,而且如果基准孔的位置和孔间距不准确会造成被焊零件的位置不稳定。

3.定位基准位置的选定方法

夹具定位基准的选定必须以冲压件零件图、装配焊接后的组件图、车身焊装工艺流程和工艺方案、车身装配公差要求以及基本车型的相关资料为依据。其选用方法为:

(1)夹具定位基准面的厚度一般为16mm,只有地板框架处夹具定位基准面的厚度选为19mm。为了便于夹具设计与检测,定位基准面尽量选在与车线平行的位置,且与车线之间的距离为整数;若定位基准的位置与车线倾斜,则从车线处标注尺寸和角度。如图4-8所示。

(2)定位基准面要尽可能选在断面形状一致的位置,尽量避免断面发生变化的位置,如图4-9所示。因为断面发生

变化的位置容易造成零件变形,很难精确定位。

(3)定位基准孔要尽可能与定位基准面不重合。这是因为基准孔与基准面的定位方向不同,当零件定位基准面发生变化时,定位基准孔的位置也发生变化。如图4-10所示。(4)分析整条生产线上各工位零件的构成以及各构成零件的位置,使定位基准的位置尽量选在能贯穿整条生产线的位置上,即生产线上各工位的定位基准尽量保持一致,以减小工位间的定位偏差。

例如:前立柱组件侧围总成车身总成前后相互关联的工位尽量选择相同的定位基准。

(5)定位基准尽量选在被焊零件有贴合要求或功能要求的位置,如有装配关系要求的面或孔,有位置尺寸要求的端部或孔等。

(6)定位基准尽量选在容易上件取料的位置,容易实现焊装自动化的位置,以及使装配累积误差最小化的位置上。(7)对于相同零件的定位,其定位基准位置尽量要统一。(8)定位基准要选在可以减小焊接变形的位置上。当焊接面的长度足够时,可以将定位基准面直接选在焊接面上。(9)各被焊零件要尽可能单独定位,不能只依靠相邻零件型面的贴合来定位。

汽车车身焊接工艺设计教案

浅析汽车车身的焊接工艺设计 在汽车厂中,焊接生产线相对于涂装线和总装线来说,刚性强,多品种车型的通用性差,每更新换代一种车型,均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”,涉及的专业知识较多,如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等,从宏观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展,具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因此,焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位,是产生高性价比焊接生产线 的关键。 1、车身焊接工艺设计的前提条件 1.1产品资料 a.产品的数学模型(简称数模)。在汽车制造行业中,一般情况下用 UG,Catia,ProE等三维软件均能打开数模(如图1),并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计过程中,将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模,从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图(包括轴测图),以及可以输出剖面图。 b.全套产品图纸。 c.样车、样件(包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件)。

d.产品零部件明细表(包括各部件的名称、编号,冲压件的名称、编号、数量,标准件的规格、数量)。 工艺设计时,业主必须提供上述a、b、c中至少1项,d项可以从前3项中分析出来,正常状态下d项(如图2)早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b 项,那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。

1.2工厂设计的参数 工厂设计的参数包括以下几方面: a.生产纲领即年产量; b.年时基数即生产班次、生产线的利用率等; c.生产线的自动化程度(机器人+自动焊钳焊点数/全车身焊点数x 100%=自动化率); d.生产线的工艺水平要求(如主要设备选用原则、生产线的输送方式,电气控制水平等); e.各种材料、外购件的选用原则(如型材、控制元件、气动元件、电机、减速器); f.各种公用动力介质的供应方式、能力、品质等参数,建厂所在地的环境状况如温度、湿度等; g.当生产线布置在原有厂房内时,应收集原有房的土建、公用有关资料,如厂房柱顶标高、屋架承载能力、电力和动力介质的余富程度等。 2、工艺分析 2.1工艺线路分析 根据业主提供的产品资料进行产品工艺线路分析(如业主仅提供样车及样件则需经过样车分析→样车拆解→样车测量→样车再装配过程),完成装焊工艺线路图或爆炸图设计。 2.1.1产品分块 同类型车身的分块基本相同(一般车身均由地板、侧围、前/后围、门、顶盖等大总成组成),但各总成之间的连接方式及顺序往往有较大区别,合理的分块才能保

白车身焊装焊接工艺处理

车身焊接工艺 一、车身装焊工艺的特点 汽车车身壳体是一个复杂的结构件,它是由百余种、甚至数百种薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢,所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。表1列举了车身制造中常用的焊接方法: 车身制造中应用最多的是电阻焊,一般占整个焊接工作量的60%以上,有的车身几乎全部采用电阻焊。除此之外就是二氧化碳碳气体保护焊,它主要用于车身骨架和车身总成的焊接中。 由于车身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件,其刚性很差,所以在装焊过程中必须使用多点定位夹紧的专用装焊夹具,以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置,特别是门窗等孔洞的尺寸等。这也是车身装焊工艺的特点之一。 为便于制造,车身设计时,通常将车身划分为若干个分总成,各分总成又划分为若干个合件,合件由若干个零件组成。车身装焊的顺序则是上述过程的逆过程,即先将

若干个零件装焊成合件,再将若干个合件和零件装焊成分总成,最后将分总成和合件、零件装焊成车身总成。轿车白车身装焊大致的程序图为如图1所示:

电阻焊 1.电阻焊及其特点 将置于两电极之间的工件加压,并在焊接处通以电流,利用电流通过工件本身产的的热量来加热而形成局部熔化,断电冷却时,在压力继续作用下而形成牢固接头。这种工艺过程称为电阻焊。电阻焊的种类很多,按接头形式可分为搭接电阻焊和对接电阻焊两种。结合工艺方法,搭接电阻焊又可分为点焊、缝焊和凸焊三种,对接电阻焊一般有电阻对焊和闪光对焊两种。 特点: (1)利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工件之外,而是内部热源。 (2)整个焊接过程都是在压力作用校完成的,即必须施加压力。 (3)在焊接处不需加任何填充材料,也不需任何保护剂。 形成电阻焊接头的基本条件只有电极压力和焊接电流。 2.点焊 点焊是利用在焊件间形成的一个个焊点来联接焊件的。两焊件被压紧于两柱形电极之间并通以强大的电流,利用电阻热将工件焊接区加热到形成应有尺寸的熔化核心为止。然后切断电流,熔核在压力作用下冷却结晶形成焊点。点焊在车身制造中应用最广。点焊的形式很多,但按供电方向来分只有单面点焊和双面点焊两种。在这两种点焊中按同时完成的焊点数又可分为单点、双点和多点焊。 点焊是车身制造中应用最广的焊接方法,一辆轿车的车身上有3500~5000个焊点,可以说,汽车车身是一个典型的点焊结构件。 (1)点焊的机械性质 A.与铆接和螺栓紧固相比,点焊无松动且刚性高,但滑动系数小,在设计时必须注意可能会出现的应力集中。

白车身焊装焊接工艺

白车身焊装焊接工艺 车身焊接工艺 一、车身装焊工艺的特点 汽车车身壳体是一个复杂的结构件,它是由百余种、甚至数百种薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低 碳钢,所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。表1列举了车身制造中常用的 焊接方法: 表1 车身制造中常用的焊接方法及典型应用实例 车身制造中应用最多的是电阻焊,一般占整个焊接工作量的60%以上,有的车身几乎全部 采用电阻焊。除此之外就是二氧化碳碳气体保护焊,它主要用于车身骨架和车身总成的焊 接中。 由于车身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件,其刚性很差,所以在装焊过程中 必须使用多点定位夹紧的专用装焊夹具,以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置,特别是门窗等孔洞的尺寸等。这也是车身装焊工艺的特点之一。 为便于制造,车身设计时,通常将车身划分为若干个分总成,各分总成又划分为若干个合件,合件由若干个零件组成。车身装焊的顺序则是上述过程的逆过程,即先将 若干个零件装焊成合件,再将若干个合件和零件装焊成分总成,最后将分总成和合件、零 件装焊成车身总成。轿车白车身装焊大致的程序图为如图1所示: 电阻焊 1.电阻焊及其特点 将置于两电极之间的工件加压,并在焊接处通以电流,利用电流通过工件本身产的的热量 来加热而形成局部熔化,断电冷却时,在压力继续作用下而形成牢固接头。这种工艺过程 称为电阻焊。电阻焊的种类很多,按接头形式可分为搭接电阻焊和对接电阻焊两种。结合 工艺方法,搭接电阻焊又可分为点焊、缝焊和凸焊三种,对接电阻焊一般有电阻对焊和闪 光对焊两种。 特点: (1)利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工件 之外,而是内部热源。 (2)整个焊接过程都是在压力作用校完成的,即必须施加压力。 (3)在焊接处不需加任何填充材料,也不需任何保护剂。 形成电阻焊接头的基本条件只有电极压力和焊接电流。 2.点焊 点焊是利用在焊件间形成的一个个焊点来联接焊件的。两焊件被压紧于两柱形电极之间并 通以强大的电流,利用电阻热将工件焊接区加热到形成应有尺寸的熔化核心为止。然后切 断电流,熔核在压力作用下冷却结晶形成焊点。 点焊在车身制造中应用最广。点焊的形式很多,但按供电方向来分只有单面 点焊和双面点焊两种。在这两种点焊中按同时完成的焊点数又可分为单点、双点和多点焊。

汽车制造中的焊接工艺..

汽车制造中的焊接工艺 汽车制造四大工艺中,焊装尤其重要,而在焊装的前期规划中,车身焊接夹具的设计又是关键环节。工装夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术,在设计时首先应考虑的是生产纲领,同时还必须熟悉产品结构,了解钣金件变形特点,把握零部件装配精度及容差分配,通晓工艺要求。只有做到这些,才能对焊接夹具进行全方位的设计,满足生产制造要求。汽车焊接生产线也是是汽车制造中的关键,焊接生产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中之重,焊接夹具的设计则是前提和基础。设计工装夹具时,不仅要考虑生产纲领,还必须要熟悉产品结构,了解钣金件变形特点,通晓工艺要求等诸多内容。 生产纲领即合格产品的年产量,它决定了焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置,是通过生产节拍体现的,是焊接夹具设计首先应考虑的问题。生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度;装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程度;焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等;搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度及生产现场管理水平等。只要把握以上几点,就能合理地解决焊接夹具的自动化水平与制造成本的矛盾。 汽车车身的结构特点与焊接的关系 汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成,覆盖件的钢板厚度一般为0.8~1.2mm,有的车型外覆盖件钣金厚度仅有0.6mm、0.7mm,骨架件的钢板厚度多为1.2~2.5mm,也就是说它们大都为薄板件。对焊接夹具设计来说,应考虑如下特点: 1. 刚性差、易变形 经过成型的薄板冲压件有一定的刚性,但与机械加工件相比,刚性要差得多,而且单个大型冲压件容易变形,只有焊接成车身壳体后,才具有较强的刚性。以轿车车身大侧围外板为例,一

汽车制造实用工艺——焊装

编辑此次参观了第二工厂的焊装车间、总装车间、试车场,以及襄樊动力总成厂的发动机生产车间。值得一提的是,后续我们还探访了位于襄樊的国家汽车质量监督检验中心,这里是国众多汽车厂商对车辆性能进行试验、路试的重要基地,在后续报道中我们会为大家带来该检验中心的详细信息。 『在后续的报道中我们还将带来总成车间和襄樊工厂的更多容』 汽车制造基本工艺: 介绍焊装工厂之前,我们先来简单叙述一下汽车的基本制造流程。汽车制造流程中主要有四大工艺,即车身冲压、车身焊装、车身涂装、整车总装。这四大工艺流程一般都是在整车厂完成,但发动机、变速器、车桥、车身附件、饰件等部件一般都是在整车厂外完成制造,然后运输到整车厂与车身一起组装成整车。 『此图为神龙公司第一冲压车间,东风雪铁龙C5的冲压在这里完成』

需要说明的是,在神龙第二工厂没有冲压车间,东风雪铁龙C5的钢板的冲压是在第一工厂完成后运送到第二工厂来的,在第二工厂东风雪铁龙C5要进行的第一个步骤就是焊接工艺。通过了解,从目前的生产状况来看,第二工厂焊装车间的柔性化成型技术、在线激光三座标检测是较为先进的技术,不过在机器人的使用率等方面并没有明显的优势。话不多说了,我们来看看东风雪铁龙C5的焊接工艺吧。 ●神龙公司第二工厂焊装分厂介绍: 焊装分厂厂房面积4.66万平米,有ALW航空激光焊接、柔性化车身成型工艺、激光在线三座标测量等焊接和检测工艺,目的是为了打造东风雪铁龙C5的“救生舱式高强度车身”。其供应商与欧洲新雪铁龙C5相同,属于PSA集团下的设备供应商CFER。

在神龙第二工厂的焊装车间,基本的工艺流程是先将各个冲压好的零部件分别焊装,其中包括了车身前后端等部件;然后是地板线的焊装,这里完成了车身前后侧围等部分的焊装过程;地板部分焊装好后,就进入了车身成型线的焊装,经过这个工序之后,我们可以看

汽车车身焊装工艺技术(DOCX 51页)

汽车车身焊装工艺技术(DOCX 51页)

汽车车身焊装工艺 汽车车身装配主要采用焊接方式,在汽车车身结构设计时就必须考虑零部件的装配工艺性。焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的,必须进行综合考虑,它是影响车身制造质量的重要因素。 第一节焊装工艺分析 工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下,能否保证以最少的原材料和加工劳动量,最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。 一.生产批量 车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说,批量越小,夹具的数量越少,自动化程度越低,每台夹具上所焊的车身产品件数量越多;反之,批量越大,焊装工位越多,夹具数量越多,自动化程度越高,每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。 1.生产节拍的计算 生产节拍是指设备正常运行过程中,单位产品生产所需要的时间。 假设某车年生产纲领是30000辆份 / 年 工作制:双班,250个工作日,每个工作日时间为8小时

设备开工率:85% 则生产节拍的计算为: 2.时序图设计 时序图(TIME CHART)是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系,这些动作包括上下料(手动或自动),夹具夹紧松开,自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。生产线上每个工位的时序图设计总时间以满足生产节拍为依据,同时时序图也是焊装线电气控制设计的技术文件和依据,是机电的交互接口。 如图4-1所示为一张时序图,它的内容包括: (1)设备名称,它是以完成动作的单元来划分。例如移动装置,夹具单元1,焊接,车身零部件名称等。其中车身零件名称表示上料动作,组件名称表示取料动作。 2)相应设备的动作名称,它是以动力源的动作来划分的。例如移动装置是由气缸驱动上下运动和电机驱动工位间前后运动组成,它的动作名称分别为上升,下降,前进,后退;再例如夹具是由夹紧气缸驱动夹紧,它的动作名称分为夹紧,打开等。 (3)各动作顺序及时间分配,动作时间表分配是以坐标网格的形式标记,每格单位为5秒,一个循环总时间为生产节拍,各动作之间的前后顺序关系图用箭头线标识。一般气缸

汽车制造工艺——焊装

编辑此次参观了第二工厂的焊装车间、总装车间、试车场,以及襄樊动力总成厂的发动机生产车间。值得一提的就是,后续我们还探访了位于襄樊的国家汽车质量监督检验中心,这里就是国内众多汽车厂商对车辆性能进行试验、路试的重要基地,在后续报道中我们会为大家带来该检验中心的详细信息。 『在后续的报道中我们还将带来总成车间与襄樊工厂的更多内容』 汽车制造基本工艺: 介绍焊装工厂之前,我们先来简单叙述一下汽车的基本制造流程。汽车制造流程中主要有四大工艺,即车身冲压、车身焊装、车身涂装、整车总装。这四大工艺流程一般都就是在整车厂内完成,但发动机、变速器、车桥、车身附件、内饰件等部件一般都就是在整车厂外完成制造,然后运输到整车厂与车身一起组装成整车。 『此图为神龙公司第一冲压车间,东风雪铁龙C5的冲压在这里完成』

需要说明的就是,在神龙第二工厂没有冲压车间,东风雪铁龙C5的钢板的冲压就是在第一工厂完成后运送到第二工厂来的,在第二工厂东风雪铁龙C5要进行的第一个步骤就就是焊接工艺。通过了解,从目前的生产状况来瞧,第二工厂焊装车间的柔性化成型技术、在线激光三座标检测就是较为先进的技术,不过在机器人的使用率等方面并没有明显的优势。话不多说了,我们来瞧瞧东风雪铁龙C5的焊接工艺吧。 ●神龙公司武汉第二工厂焊装分厂介绍: 焊装分厂厂房面积4、66万平米,有ALW航空激光焊接、柔性化车身成型工艺、激光在线三座标测量等焊接与检测工艺,目的就是为了打造东风雪铁龙C5的“救生舱式高强度车身”。其供应商与欧洲新雪铁龙C5相同,属于PSA集团下的设备供应商CFER。

在神龙第二工厂的焊装车间,基本的工艺流程就是先将各个冲压好的零部件分别焊装,其中包括了车身前后端等部件;然后就是地板线的焊装,这里完成了车身前后侧围等部分的焊装过程;地板部分焊装好后,就进入了车身成型线的焊装,经过这个工序之后,我们可以

车身焊接汽车焊接车间工艺流程

车身焊接汽车焊接车间工艺流程 (接上期) 十一、二氧化碳保护焊常见焊接缺陷及原因分析1 咬边咬边是指焊接部位两侧的母材由于过热而形成轻微的沟槽(图38),使钢板的横截面减小。咬边部位通常会产生应力集中,加之母材由于过热变薄将严重降低焊接区域的强度。 产生咬边的原因有:焊枪倾角不合适;电弧过长;焊枪保持不稳定;焊接速度太快或电流设置太大等。 2 焊瘤 焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上,这种未能和母材熔合在一起而堆积的金属叫焊瘤(图39),也称飞边。角焊接比对接焊更容易产生焊瘤,通常会由于应力集中而出现过早腐蚀。 产生焊瘤的原因有:焊接速度太慢;电弧太短;焊枪进给太慢;电流太小等。 3 金属扭曲 由于热量输入太高,导致平直的钢板金属表面起伏不平,产生金属扭曲现象。在车身上,由于受两侧钢板挤压,这种情况会转变为

变形,通常情况下这种变形为凹陷变形(图40)。可以采取以下方法避免金属扭曲:焊接时将焊接参数设置调小一些:焊接期间让焊接部位充分冷却;采用跳焊法或增加焊枪移动的速度。 4 飞溅过多 飞溅过多表现为在焊接区域两侧的金属表面上堆积有很多熔化的焊丝斑点(图41)。飞溅物的破坏性很强,落在车内座椅、内饰板、仪表台等部位会造成烫伤,落在玻璃上会造成玻璃烧蚀后出现凹坑,所以,焊接前一定要使用防火毯将相应部位进行防护(图42)。 导致飞溅过多的原因有:使用了错误的焊接气体;电弧太长;焊枪倾角不正确;母材表面生锈等。 5 气孔 气孔是指在焊接过程中,焊缝区域内存在很多小孔(图43)。 产生气孔的主要原因有:焊丝上粘有油污、脏物或焊丝生锈;焊缝冷却太快;电弧太长;保护气体密封不良;使用了错误的焊接气体;气体喷嘴破损;焊接气流产生扰动;使用了不正确型号的焊丝;金属表面受到锈迹、水分、油漆等污染。

白车身焊装工位结构介绍

车身焊装工位结构 1、焊装夹具基本构造 1.1、焊装夹具的用途(图1-1) 焊装夹具在车身生产中的作用是:通过夹具上的定位销(基准销)、S 面型块(基准面)、夹紧臂等组件的协调作用,将工件(冲压件或总成件)安装到工艺设定的位置上并夹紧,不让工件活动位移,保证车身焊接精度的一致性和稳定性。 1.2、焊装夹具基本构造(图1-2) 夹具的基本构造:如图1-2所示,由台板、支座、L 板、基准销、基准面、夹紧机构(气缸、夹紧臂、U 型限位块等)等组成。 1.2.1、台板(图1-2-1) a 、用途 用于安装夹具组件,上表面加工有坐标刻度线,用于夹具基准状况的检测。 b 、安装要求

台面应处于水平状态(工艺设计要求倾斜放置的除外),安装时用测量仪、水平仪或透明胶管灌水检查校水平。多台连线安装的夹具(特别是采用举升自动搬送的装置),同轴度和水平度、节距应符合设计要求。 1.2.2、支座(图1-2-2) a 、用途 用于支撑夹具台板、夹具高度调节和安放水平调整,使夹具按工艺布置要求定置安放。 b 、安装要求 连接螺栓紧固可靠,调节螺杆应有垫板支撑,夹具定置调整符合要求后,要将调节螺杆螺母拧紧,若是大型夹具或连线夹具垫板应和基础预埋件可靠连接(焊接)。 图1-2-1 支座

1.2.3、L 板(图1-2-3) a 、用途 用于安装夹具型块(S 面元件)、基准销组件、夹紧机构、导向装置等夹具组件。 b 、安装要求 采用高强螺栓与台板连接,并配定位销定位,同夹具组件的连接也应采用高强螺栓连接,并配定位销定位。 1.2.4、基准面(S 面型块图1-2-4) a 、用途 将零件支承在正确的位置上,并支撑夹具夹紧机构的夹紧力。 b 、安装要求 基准面型块采用高强螺栓安装在L 板(或连接板)上,并用定位销定位,表面应经过调质处理,硬度在HRC48以上,一般会在基准面端部约10mm 宽的部位涂红色标记,基准面应与数模相符(用三坐标仪测量)。 图1-2-3

汽车车身的焊接工艺设计

汽车车身的焊接工艺设计 焊接是汽车车身制造四大工艺之一,焊接白车身的质量在很大程度上决定着整车质量。因此,在我国汽车行业不断发展的过程中,要想提升汽车车身的整体质量和使用性能,应当对汽车车身的焊接工艺进行全面的了解和掌握,也只有这样才能在最大程度上提升汽车车身焊接质量,提升汽车的整体性能。焊接质量既与前期工艺设计开发过程相关,也跟量产后的质量控制密不可分。设计开发的好的焊接工艺性是焊接质量保证的前提。文章主要是对汽车车身的焊接工艺设计开发为主,对其相关的工艺设计要点进行了简要的分析和阐述,希望对我国汽车行业的发展,给予一定程度上的指导。 标签:汽车车身;焊接工艺;设计形式 1 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。 2 汽车车身的焊接工艺设计分析 2.1 车身部件的拆解 汽车车身部件的拆解是汽车车身的焊接工艺设计中非常重要的组成部分,主要是对侧围、后围、顶盖等各个总成零件,进行合理的工艺划分。但是,在划分的过程中,由于形状和大小的不一致,所以在连接工艺实现的过程中,也会存在着一定程度上的差异性。因此,在汽车车身划分的过程中,就是要针对其差异性,制定合理的连接形式,这样才能在最大程度上保证了汽车车身的焊接质量、尺寸精度及生产节拍。例如:在汽车车身焊接的过程中,应当按照其顺序、大小、形状等的差异性,进行全面的划分:由纵梁、地板组成下车身;由轮罩、侧围内板骨架组成主车身;由A柱、B柱、C柱、门槛及侧围外板组成左右侧围;然后进行整车合车,最后安装四门两盖。之后,再根据生产节拍要求和尺寸控制有利原则将各部分总成进行进一步的拆解。 2.2 凸焊工艺

【车身焊接】汽车焊接车间工艺流程

【车身焊接】汽车焊接车间工艺流程 (接上期) 第四节钎焊一、钎焊原理及种类钎焊是指使用熔点比母材低的钎料,在高于钎料熔点,低于母材熔点的温度下,利用液态钎料在母材表面湿润、铺展和母材间隙中填缝,与母材相互溶解与扩散,从而实现工件之间相互连接的方法。车身上钎焊常用于立柱与前围板结合处、后围板与后翼子板结合处(图60)、车顶与车身侧围的结合处、挡泥板等部位。 根据钎料熔点不同,钎焊可分为软钎焊和硬钎焊。 1 软钎焊:钎料熔点低于450%的称为软钎焊。软钎焊的钎料有铅基、铅锡基等合金,主要用于焊接受力不大及工作温度较低的工件,如各种导线的连接、电器元件等,焊接强度通常低于70MPa。软钎焊在车辆上的使用比较常见,如传统的焊接水箱、线束的锡焊。车身钢板修复时的软钎焊,使用范围主要为指针对凹陷与焊口部位的补锡工艺。 2 硬钎焊:钎料熔点高于450%的称为硬钎焊。硬钎焊的钎料有银基、铜基、铝基等合金,主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件,焊接强度通常高于200MPa。车身修复时硬钎焊一般特指使用氧乙炔焊作为加热源的铜焊。

二、钎焊与其它焊接种类的区别 与熔焊相比,钎焊时只熔化钎料,母材并不熔化,熔焊时母材与焊料完全熔化;与压焊相比,焊接部位不需要施加压力。 与其它常用焊接方式焊接时母材的状态相比,二氧化碳保护焊焊接部位母材的状态是完全融化;电阻点焊的焊接部位母材是半熔融状态;硬钎焊焊接部位的母材为表皮熔化,软钎焊焊接部位的母材则为表皮活化。 三、钎焊特性 1 熔化后流动性、气密性好,能够顺利进入到狭窄的间隙中,可以作为金属密封容器的修补用途。由于流动性好,熔化后使用潮湿

整车焊装工艺认识(1)

整车焊装工艺认识 汽车制造中的焊接工艺汽车制造四大工艺中,焊装尤其重要,而在焊装的前期规划中,车身焊接夹具的设计又是关键环节。工装夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术,在设计时首先应考虑的是生产纲领,同时还必须熟悉产品结构,了解钣金件变形特点,把握零部件装配精度及容差分配,通晓工艺要求。只有做到这些,才能对焊接夹具进行全方位的设计,满足生产制造要求。汽车焊接生产线也是是汽车制造中的关键,焊接生产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中之重,焊接夹具的设计则是前提和基础。设计工装夹具时,不仅要考虑生产纲领,还必须要熟悉产品结构,了解钣金件变形特点,通晓工艺要求等诸多内容。 生产纲领即合格产品的年产量,它决定了焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置,是通过生产节拍体现的,是焊接夹具设计首先应考虑的问题。生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度;装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程度;焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等;搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度及生产现场管理水平等。只要把握以上几点,就能合理地解决焊接夹具的自动化水平与制造成本的矛盾。 汽车车身的结构特点与焊接的关系汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成,覆盖件的钢板厚度一般为0.8~1.2mm,有的车型外覆盖件钣金厚度仅有0.6mm、0.7mm,骨架件的钢板厚度多为1.2~2.5mm,也就是说它们大都为薄板件。 对焊接夹具设计来说,应考虑如下特点: 1. 刚性差、易变形经过成型的薄板冲压件有一定的刚性,但与机械加工件相比,刚性要差得多,而且单个大型冲压件容易变形,只有焊接成车身壳体后,才具有较强的刚性。以轿车车身大侧围外板为例,一般材料厚度为0.7~0.8mm,绝大多数是0.8mm,拉延形成空腔后,刚性非常差,当和内板件焊接形成侧围焊接总成后才具有较强的刚性。 2. 结构形状复杂汽车车身都是由薄板冲压件装焊而成的空间壳体,为了造型美观,并使壳体具有一定的刚性,组成车身的零件通常是经过拉延成型的空间曲面体,结构形状较为复杂。特别是随着现代汽车技术的发展和消费者对汽车品质和外观时尚的要求越来越高,车身结构设计也越来越复杂。 3. 以空间三维坐标标注尺寸汽车车身产品图以空间三维坐标来标注尺寸。为了表示覆盖件在汽车上的位置和便于标注尺寸,汽车车身一般每隔200mm或400mm划一坐标网线,而整车坐标系各有不同,这里举轿车为例,一般定义整车坐标系坐标原点是:X轴:车身的对称平面与主地板的下平面之间的交线,向车身后方为正,前方为负。Y轴:过前轮的中心连线且垂直于车身地板下平面的平面与车身对称平面之间的交线,向车身右侧为正,左侧为负。Z轴:过两前轮中心且与主地板平面垂直的直线,向上为正,向下为负。装配精度装配精度包括两方面:外观精度与骨架精度,外观精度指门盖等开闭件装配后的间隙面差;骨架精度指三维坐标值。货车车身的装配精度一般控制在2mm内,轿车控制在1mm内。焊接夹具的设计既要保证工序件之间的焊装要求,又要保证总体的焊接精度,通过调整工序件之间的匹配状态及容差分配来满足整体的装配要求。车身焊装夹具设计方法6点定则是汽车车身焊装夹具设计的主要方法,其含义是指限制6 个方向运动的自由度。在设计车身焊装夹具时,常有两种误解:一是认为6点定位原则对薄板焊装夹具不适用;二是看到薄板焊装夹具上有超定位现象。产生这种误解的原因是,把限制6个方向运动的自由度理解为限制6个方向的自由度。焊接夹具设计的宗旨是限制6个方向运动的自由度,这种限制不仅依靠夹具的定位夹紧装置,而且依靠制件之间的相互制约关系。只有正确认识了薄板冲压件焊装生产的特点,同时又正确理解了6点定则,才能正确应用这个原则。 1. 保证门洞的装配尺寸门洞的装配尺寸是整车外观间隙阶差的基础,当总成焊接无

白车身焊装工艺设计概述.doc

汽车车身焊装工艺概述第一节焊装工艺分析 工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下,能否保证以最少的原材料和加工劳动量,最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。 一.生产批量 车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说,批量越小,夹具的数量越少,自动化程度越低,每台夹具上所焊的车身产品件数量越多;反之,批量越大,焊装工位越多,夹具数量越多,自动化程度越高,每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。 1.生产节拍的计算 2.时序图设计 时序图(TIME CHART)是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系,这些动作包括上下料(手动或自动),夹具夹紧松开,自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。 由于每个车身装焊的零部件数量一定,焊点数量一定,焊接时

间一定,要达到一定生产节拍内完成所有焊接,就必须将工序分开,分工位上料、焊接。 二.车身产品分块 分块是将车身外壳体分成若干块便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量,并可有效地简化和优化制造工艺。 汽车白车身是一个尺寸很大的复杂的焊接结构件,设计制造时常常是将车身总成合理地划分为若干个部件和组合件,分别进行装配焊接成分总成件,然后再装配焊接成总成结构,这样化复杂为简单,化大为小,可以大大提高劳动生产率,改善结构的焊接工艺性。 1.结构分离面 将白车身总成分解为若干个分总成,相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可以分为两类: (1)设计分离面 根据使用上和构造上的特点,将汽车车身分成为可以单独进行装配的分总成,如发动机罩、行李厢盖、车门、车身本体等,这些分总成之间的结合面,称 为设计分离面。 设计分离面一般采用可拆卸的连接,如铰链连接,以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装,而不损坏整体结构。(2)工艺分离面

汽车车身的焊接工艺设计

汽车车身的焊接工艺设计 发表时间:2019-08-14T10:24:57.910Z 来源:《防护工程》2019年10期作者:唐琼华 [导读] 汽车生产企业提高汽车制造工艺水平,就必须重视汽车焊装工艺设计与工装设计水平,通过提高客户对汽车产品满意度,增加产品市场竞争力。 柳州柳新汽车冲压件有限公司广西柳州 545006 摘要:当今汽车作为主要交通工具的同时进一步发展为代步工具,其发展形势日益迅猛。汽车车身是由数百件冲压件组成,这些组件通过焊接、铆接或机械联接等方式的加工,最后成为完整车体。在汽车加工技术中,焊装是主要加工方法,其工艺质量的高低直接影响到汽车的外形以及整体美观。合理的焊装工装,可有效地提升汽车整体产品质量,进一步提高装焊工艺水平,同时,也可以大大降低生产者劳动强度,提升企业劳动生产率。所以,汽车生产企业提高汽车制造工艺水平,就必须重视汽车焊装工艺设计与工装设计水平,通过提高客户对汽车产品满意度,增加产品市场竞争力。 关键词:汽车车身;焊接工艺;设计 1设计车身焊接工艺 1.1焊接工艺设计原则 在正常情况下,车体主要通过点焊焊接,并且对电阻点焊的接头优选固定电焊机。如果是较长的车身,则需要选择固定电焊机来焊接它的大平焊板、小零件和螺母等零件。此外,如果它是一个小件,它可以定位焊接在夹具上,固定时只需要用手动夹具或用夹子夹紧,对它焊接时可以通过定点焊机进行,以防止在夹具上过度焊接定位,导致整个空间的密度过大,这增加了工作强度并降低了生产率。 1.2焊接过程的设计内容 在汽车车身焊接过程中,组装和焊接零件以形成部件或组件,并且各种部件和组件被组合在一起。在车身的焊接部件中,存在多个部件,并且可能存在数百个部件,并且焊接过程复杂。在焊接之前,有必要制定详细的焊接工艺计划,以确保焊接结构的质量,并提高焊接工作的效率。还需要为每个组成部件焊接准备流程图,以制定特定的焊接过程并根据所需的时间确定焊接所需的设备和工艺过程,便指定工艺过程设备的数量,自动化程度和输送线的长度,同时,编制物流计划和相应的项目手册。 1.3技术灵活的生产线 智能和自动化生产技术属于灵活生产线技术,其系统与微电子,计算机,控制技术和信息技术相结合,允许在汽车生产过程中通过系统管理和规划生产以达到自动化生产,有效的提高了生产效率。该系统由多台机器或一台机器组成,在发生故障的情况下,相关物料的运输系统可以自动避开故障机器并确保物料的正常运输。最近,许多汽车制造商已开始应用这种灵活的生产技术,从装载零件到切削材料,所有这些都由物流系统控制,并将提高物流运输的效率,并在机床控制面板上设置排空,单机以及联机这三种生产状态。在系统操作期间,当加工或运输零件时,可以显示各种操作状态。例如,机器是联机状态还是单机工作,有无零件等,然后根据系统状态设置程序指令,这不仅降低工人的劳动强度,还有效的提高生产率。 2车体的焊接设计 2.1车身焊接工具设计关键点 在正常情况下,车身焊接工具的关键点主要有以下几点:①车身的相关尺寸大小,如顶盖、前后风门和车窗组件等;②车身相关配件的尺寸大小和位置,如发动机、后灯和悬架等;③车内饰装配的尺寸大小,如仪表板,座椅和控制系统的内部组件等;④对手的元件和搭接位置的配合、位置和形状必须高度一致;⑤汽车车身的轮廓和大小必须符合生产要求;⑥控制车身总成和车门总成的尺寸。 2.2车身工具设计的原理 在设计车身工具的过程中,有必要注意以下原则。在汽车单个零件的情况下,应用二孔二型的夹紧定位的原理;如果是较大部件,则在加工过程中,弹性变形的可能性增加,因此根据图案一致性原则需要额外的夹具定位和定位销的固定。确保定位尺寸标准和车身组件标准与车身结构设计标准一致,以防止发生初始误差,并且不同工序和安装位置尺寸也应保持一致。首先,设计相对复杂和较大的零件,然后设计相关配件和小零件,并将这些零件放在夹具夹紧定位。焊接夹具的定位夹具具有开放功能,可以满足空间操作的要求,各部件的操作不会相互影响,提高了生产效率。每个夹紧机构和定位应具有三维和二维的可调功能,便于及时调整。 2.3车身焊接工具 通常,车身焊接工具是焊接夹具,焊接夹具指的是夹紧元件,定位块,支撑件和引导支架等构成的平台,通常用于夹紧和定位零部件。当整个车身焊接过程中,结构元件的机械部件都需要焊接夹具来固定。目前,随着国内汽车工业的快速发展,各种类型和型号的汽车的生产,也出现了各种用于组装汽车装配件的夹具。因此,为了确保生产夹具适合汽车模型,许多汽车制造商需要根据汽车类型设计来制造焊接夹具。此外,由于汽车市场上焊接夹具没有统一的标准,这只是一种非标准的设计和生产技术。随着不断进步和改进的汽车行业,也在不断的改进和发展标准化的汽车焊接夹具。在设计夹具机械传动装置时,必须结合产品的特性,设计简单、易于操作的夹具定位和夹紧结构。同时,在设计工具时,还需要对常用的翻转架,轮胎工具和包边模的设计要加强重视。 3车身焊装的工装设计 汽车车身焊接工作的顺利开展,离不开焊接所需要的工装设备。一般主要指导向支架和定位块、夹具以及支架等加工部件组成的焊装工作台。其主要作用是保证车身焊装时不同结构件机械部分的牢固固定与精确定位,与汽车焊装工艺质量关系密切,也是汽车生产的基础工艺设备之一。焊接工位排布、焊点位置分布和冲压件的形状尺寸是焊装夹具设计必须考虑的因素,焊装夹具设计应遵循的基本原则如下:一是夹具设计的首要原则应保证加工产品加工精度与形状和尺寸精度符合与设计图纸、技术要求相一致。特别是零部件在夹具定位必须准确,才能保证加工精度。同时应压紧可靠,在焊接时应尽可能防止焊接变形。二是定位基准一致性原则。依据机械加工基准一致原则,为避免焊装时出现原始误差,定位尺寸基准必须与车身设计基准、汽车车身装配的基准相互保持一致,焊装工序中定位尺寸也应该保持一致。三是对于单个工件,应采用二孔、二型面的“定位—夹紧”原则。对外形尺寸较大的工件,考虑到钣金件的弹性,为了使工件局部定

白车身焊接工艺

白车身焊接工艺 目前公司运用的焊接方法有:点焊,凸焊,螺柱焊,二氧化碳保护焊,手工电弧焊。 点焊: 电弧焊:将被焊工件压紧于两电极之间,并通以电流,利用电流流经工件接触面及领近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态,使之形成金属结合的一种方法。包括点焊,缝焊,凸焊,对焊。 优点:1.熔核形成时,始终被塑性环包围,融化金属与空气隔绝,冶金过程简单。 2.加热时间短,热量集中,故热影响区小,变形应力小。 3.焊接成本低 缺点:无可靠无损检测方法,点,缝焊的搭接头不仅增加了构件的质量,且因在两板间熔核周围形成夹角,使接头处的抗拉强度和疲劳强度均较低。 金属电阻焊时的焊接性(主要指标): 1.材料的导电性和导热性 2.材料的高温强度(越高焊接性越差) 3.材料对热循环的敏感性 熔点高,线膨胀系数大,易形成致密的氧化膜的金属,其焊接性能差。 点焊:工件只在有限的接触面上,即所谓“点”上被焊接起来,并形成扁球形的熔核。 焊接电极:是保证电焊质量的重要零件,其主要功能:向工件传导电流,向工件传递压力,迅速到山焊接区的热量。主要构成:端部,主体,尾部和冷却水孔。 电焊方法:双面焊和单面焊 双面焊时,电极由工件的两侧向焊接处溃点。 单面焊时,电极由工件的一侧向焊接处溃点。不形成焊点的电极采用大直径和大接触面积以减少电流密度。 点焊工艺参数:焊接电流,焊接压力,焊接时间 当进行不等厚度或不同材料电焊时,熔核将不对称于其交界面,而是向厚板或导电,导热性差的一边偏倚,结果使薄件或导电,导热性好的工件焊透率低,焊接强度小。熔核偏移的原因是有两工减产热和散热条件不相同引起的。 焊接接头:通常采用搭接街头和折边接头。接头可以由两个或两个以上等厚或不等厚度的工件组成。设计点焊结构时,必须考虑电极的可达性。同时,还应考虑如边距(取决被焊金属种类,厚度和焊接条件),搭边量(是边距的两倍),点距(最小值考虑分流),装配间隙(尽量小)和焊点强度(以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性的指标。值越大越好)等因数。 凸焊:凸焊是电焊的变型,在一个工件上有预制的凸点,凸焊时,一次在接头处形成一个或多个熔核。 应用场合:低碳钢和低合金钢,板件,螺帽,螺钉类零件等,厚度一般为0.5-4mm。 焊接模具是用于保持和夹紧工件于适当位置,同时也可用于电极。 夹具是不导电的辅助装置。对于小的工件,电极和夹具通常是合为一体。 凸焊工艺特点:由于电流集中,克服点焊时熔核偏移的缺点。凸焊时,电极必须随凸点被压溃而快速下降,否则会应失压而产生飞溅。 凸焊工艺参数:电极压力,焊接时间,焊接电流。

汽车车身焊接工艺设计

汽车车身焊接工艺设计

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浅析汽车车身的焊接工艺设计 在汽车厂中,焊接生产线相对于涂装线和总装线来说,刚性强,多品种车型的通用性差,每更新换代一种车型,均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”,涉及的专业知识较多,如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等,从宏观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展,具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因此,焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位,是产生高性价比焊接生产线的 关键。 1、车身焊接工艺设计的前提条件 1.1产品资料 a.产品的数学模型(简称数模)。在汽车制造行业中,一般情况下用UG,Catia,ProE等三维软件均能打开数模(如图1),并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计过程中,将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模,从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图(包括轴测图),以及可以输出剖面图。 b.全套产品图纸。 c.样车、样件(包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件)。

d.产品零部件明细表(包括各部件的名称、编号,冲压件的名称、编号、数量,标准件的规格、数量)。 工艺设计时,业主必须提供上述a、b、c中至少1项,d项可以从前3项中分析出来,正常状态下d项(如图2)早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b项,那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。

汽车车身焊接工艺分析及工装设计

汽车车身焊接工艺分析及工装设计 【摘要】車身焊接是汽车生产中的重要工艺环节,相对于汽车总装与涂装工作而言,车身焊接具有较强的刚性,一旦车型更换,便需要同时更新焊接工艺。因此,为了促进汽车行业的发展,则应深入研究焊接工艺设计方面的问题。本文主要阐述了汽车车身焊装工艺设计的实质、设计内容、遵循原则以及柔性生产技术,以及汽车车身焊装的工装设计。 【关键词】汽车车身;焊装技术;工艺设计;工装设计 前言 焊装是汽车四大工艺之一,焊装工艺的质量直接影响到汽车的外形以及整体美观,近年来,随着汽车行业的快速发展,对汽车车身工艺有了更高的要求。因此,生产厂家必须引起重视,不断提高汽车车身焊装工艺的设计水平和焊装水平,以满足人们的需求。 1、汽车车身焊装的工艺设计 1.1 工艺设计的实质 工艺设计,是产品生产的指导性文件,是为了整个车身焊装工艺的科学性、合理性,让生产效率达到最高。工艺设计必须在确保产品质量的前提下,让产品符合生产客观规律,让企业用较小的投资获取最大的经济效益。汽车车身焊装工艺,首先要了解材料和设备的特点,并在这个基础上进行设计。这就要求我们的设计者必须具备足够的理论知识和实践经验,掌握焊装工艺的规律,在这个基础上,才能设计出好的工艺流程。其次,设计者在设计过程中,尽量要用客观、全面的观点去看待问题,避免个人意识的主观性和片面性。还要及时与车身设计人员、生产人员以及内饰设计人员进行沟通,了解车身的特性,探讨汽车车身焊装设计的可行性方案,从而确保工艺设计的先进性、合理性。

1.2 焊装工艺设计的内容 汽车车身焊接过程,其实就是将零件拼装焊接成组合件或者部件,然后,若干个零件组合件和部件组成一个总结构。汽车车身焊接构件少则几个,多则成百上千个零件,焊装的过程很复杂。在焊装之前,必须制定详细的焊装工艺文件,以保证焊接结构和较高的工作效率。然后,编制各个部件的装配—焊接工艺卡,制定相应的衔接工序,按照所需时间,确定焊接工艺以及所需设备,制定工艺设备的自动化程度、输送线的长短、设备数量,并在此基础上制定设备设计书以及物流运输方案。 1.3 焊装工艺设计遵循的原则 汽车车身一般都是点焊焊接,电阻点焊接头优先选择固定电焊机,车身组件相对比较长且平坦的大件焊接小件、螺母板以及加强板等零件选择固定电焊机。此外一些小件,不便在夹具上定位焊接,只需要用大力钳或手持夹具夹紧固定就可用固定点焊机焊接,以免造成焊接夹具上定位太多,让整个操作空间看起来太密集,增加了作业强度,降低了劳动效率。由于汽车车身结构复杂,所以大部分都是会用“夹具+悬挂电焊机”。 1.4 柔性生产线技术 柔性生产线技术是一种高度自动化、智能化的生产技术,它结合了计算机、信息技术、控制技术以及微电子学等众多学科,汽车生产过程中,系统对生产过程的规划、动作、生产、管理等环节实现自动化,极大地提高了生产效率,自动加工系统由1台或者多台机床组成,一旦发生故障,物料传输系统能够自动绕过故障机床,从而确保物料运转持续运转。国内的不少生产汽车厂家已经开始使用柔性生产技术。零件从上料到下料,各个工位传输,都是由物流系统统一控制,为了提高物流运输效率,在机床控制面板上设置了单机、联机和排空三种状态。系统在运行过程中,零件在传输或者加工过程中,会显示不同的工作状态,如机床是单机还是联机,是否有零件等,然后,根据系统状态,发布下一道程序的指令。降低工

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