如何有效實施轎車車身拼裝工藝

目前，國內外汽車企業對轎車車身總成拼裝焊接生產線的規劃思路已發生了重大變革。轎車生產企業在注重車身設計改進、車身焊接工藝改進、廠房擴建和設備更新的同時，還積極采用激光焊接、多頭自動焊機、焊接機器人、在線丈量和混合式拼裝自動線等新技術、新工藝，以及改進輸送線等各種途徑，旨在規劃出既能實施柔性化生產，又能確保產品質量好、制造工藝簡單、生產周期短和投資本錢低的轎車車身拼裝焊接生產線。 

轎車車身拼裝焊接車間的規劃 

1. 設施設備的選定 

轎車車身總成拼裝焊接車間既要考慮精益化、模塊化設計理念，又要考慮不同種別、不同規格產品的柔性化生產，還要留意不同種別、不同規格產品形成過程中質量控制手段的配置。 

（1）應滿足產品加工的系統要求。由于轎車車身各部件的功能不同，那么這些部件就會有不同的產品結構，企業應根據不同的產品結構選用不同的焊機設備和確定不同的檢測設備。為保證這些焊機的焊接電弧電壓穩定性，生產線應配備可靠的穩壓電源，將車間網路的電弧電壓變化限制在0.5V以內；車身拼裝焊接過程中會產生大量廢氣，為保證檢測設備的穩定性和使用壽命，必須在車間安裝排風裝置、在三坐標測試室裝安裝溫控裝置。車身拼裝采用的循環水冷卻和氣體保護等焊接方法，對循環水質、氣源氣體混合比例和氣體流量也提出了控制要求。 

（2）應保證焊接設備和檢測設備的能力要求。首先，選購的檢測設備和焊機均需具有良好而穩定的機械性能和電氣性能；其次，各類焊機達要到其加工產品焊接的特殊工藝要求，焊炬應確保按產品焊接工藝軌跡穩定地作四維空間的無級調節；最后，檢測設備和焊接設備要能滿足大批量、高效率生產目標，檢測設備和焊機還應適應產品多品種檢測能力和焊接能力，及多種生產節拍連線生產的調整要求。 

（3）應留意檢測設備和焊接設備的主要技術參數要求。檢測設備主要技術參數應從輸進電源、工作電壓調節范圍、檢測精度、檢測穩定性和檢測速度等方面進行考慮；而焊接設備主要技術參數應從輸進電源、額定焊接電流、工作電壓調節范圍、額定負載持續率、送絲速度、焊接速度、空行程速度等方面的穩定性進行考慮。 

2﹒工藝方法的確定 

轎車車身總成工藝評定要針對以下幾點來考慮： 

（1）焊接工藝評定目的。其評定目的是針對不同的產品結構、產品原材料和產品焊接輔料，按不同產品的焊接要求，對各種焊接設備參數和焊接工藝參數進行確定。 

（2）焊接工藝評定內容。其主要內容是通過確定的焊接環境要求、產品原材料、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）和板材焊前剖口外形和角度以及質量檢驗方法，來選定最佳的焊接方法、焊接順序和焊接易損件（電極和導電嘴）更換頻次，來選擇最公道的焊接設備參數（輸進電源、額定焊接電流、工作電壓、額定負載持續率）和焊接工藝參數（焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊接速度、空行程速度、氣體混合比和氣源的壓力）的范圍。 

（3）焊接工藝評定程序。企業應根據轎車車身不同產品部件的性能要求、產品結構特點、焊接鋼種、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）等情況提出“產品焊接工藝評定任務書”；該任務書應規定焊接環境、焊接工藝方法、焊接輔料（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）、檢測項目等要求，還應明確焊接設備參數和焊接工藝參數的具體范圍；然后，在焊接工程師的監視下，由相關職員按規定任務書執行，并由焊接工程師根據產品實物質量和有效性，來確定焊接工藝和焊接設備。 

3、檢測項目的確定 

（1）檢測項目的立項。轎車車身總成各部件拼裝焊接的檢測項目立項有兩個依據和一個原則：兩個依據分別是車身總成各部件必須以變形最少來滿足產品標準要求，及車身各部件形成后必須滿足特定用戶的技術要求；一個原則是車身各部件拼裝焊接加工必須高效率完成。 

（2）檢測項目的判定準則。由于車身拼裝焊接各部件質量要求不同，各部件焊接檢測項目的判定依據，必須根據各部件產品的特殊要求、安全性要求、可靠性要求來制定。因此，按焊接檢測項目判定準則編制的檢驗規范，必須明確質量特性、檢驗方法、檢驗手段和檢驗頻次。 

（3）檢驗手段的配備。為實現各種狀況下生產的轎車車身總成和各部件質量穩定，必須針對不同的產品特點、工藝特點、各部件焊接生產實際過程的生產節拍，來確定合適的檢測手段，確保產品質量要求。 

轎車車身總成拼裝焊接工藝設計 

1.四門兩蓋總成焊接工序 

國外汽車企業為實現四門兩蓋總成外表美觀、產品安全，首先從產品設計改進出發。如通用公司某轎車的四門兩蓋總成原有900多個零件，通過采用大型鈑金件和組合件代替小型零件的設計改進，減少了45%左右的零件使用量；其次是通過工藝革新來確保產品安全性。該公司采用多功能點阻焊機進行門蓋內外板、加強板和車蓋防撞板焊接，同時應用先進的涂膠及折邊工藝，減輕了產品結構重量，進步了產品外表面平整度、強度、鋼度和裝配精度。 

2.左、右側圍總成焊接工序 

由于轎車左、右側圍總成設計結構復雜，國外汽車企業原本用移動式點焊槍進行手工焊接。為進步生產效率，通用公司首先對移動式點焊槍進行改進，以減少焊接總次數，達到自動焊接；同時對左、右側圍總成焊接線進行改造，安裝轉盤式輸送機和可交替動作的左、右側圍焊接夾具，實現一面自動裝夾，一面自動焊接，一面使零部件按規定生產節拍用機械傳送帶搬運，并在所有用于拼裝的自動焊機上安裝電子眼，以防意外操縱。 

其次對左、右側圍總成部分零件采用新材料，如內飾板和擱手采用塑料澆注成一體，從而實現裝配簡便、牢固和清潔；對左、右側圍總成的部分零件采用新工藝，如以激光焊接代替重迭焊，使焊縫平整光滑，從而減少左、右側圍總成重量；為使左、右側圍總成焊接工藝性進步，通用公司還采用粘結工藝來結合內部緩沖塊、加強塊和十字架強筋，同時采用高頻加熱器加熱新工藝。這些新工藝的使用，不僅減少了處理時間，產品質量也獲得大幅度進步。 

3.車身底板發動機艙總成焊接工序 

車身底板發動機艙總成是轎車車身總成的關鍵部件，通用公司車身底板發動機艙總成焊接運送系統采用傳送線式，工作間用吊鉤沿排擠道輸送、提升及下降，各分裝組之間的定位誤差答應值約為1毫米。車身底板發動機艙總成拼裝在移動式拼裝臺完成，這個焊接平臺由五個工位的拼裝臺組成，每個拼裝臺都有軌道連接，要焊接的零部件均通過動力驅動輸送帶送到工位，并在移動輸送帶上自動分度，從而使底板發動機艙總成在拼裝臺規定的工位中正確定位和夾緊。 

第一和第三工位工作內容是安裝；第二和第四工位工作內容是焊接，是通過多臺自動焊接機器人分別完成底板和發動機艙的激光焊接；第五工位工作內容是車身底板發動機艙總成的拼裝焊接，就是將完成焊接的底板和發動機艙合攏后焊接，這也是通過多臺自動焊接機器人采用激光焊接完成，完成焊接的車身底板發動機艙總成是通過動力驅動輸送帶送到車身總成拼裝焊接生產線。 

4.車身總成拼裝焊接工序 

通用公司轎車車身總成焊接運送系統也是采用傳送線式，工作間用吊鉤沿排擠道輸送、提升及下降，各分裝組之間的定位誤差答應值也約為1毫米。車身總成拼裝采用自動線，該自動線具有自動定位、自動夾緊、自動裝卸能力。 

車身總成拼裝臺的輸送帶采用大馬力機械輸送裝置，能在8秒鐘內完成正確分度。車身總成拼裝臺首先將底板發動機艙總成通過隨行夾具自動放在車身總成拼裝臺上，并在規定的工位中進行正確定位和夾緊，然后將左、右側圍總成也通過隨行夾具自動移進車身總成拼裝臺，按規定工位進行定位和夾緊，整體式車頂則由隨行夾具通過排擠輸送線送到車身總成拼裝工位，然后按規定工位進行定位和夾緊。當這些總成定位和夾緊完畢后，開始對車身總成車身的關鍵部位按要求進行焊縫焊接。 

為保證車身總成有足夠的剛度，車身結構尺寸有足夠的精度，車身1600個焊縫中的90%以上由70余臺自動焊接機器人進行激光焊接。完成車身結構尺寸規定定位焊縫的焊接后，隨行夾具將自動移往，車身總成離開移動式車身總成拼裝線進進專用輸送系統。在專用輸送系統兩邊有多臺自動焊機來完成車身總成其余焊縫的激光焊接，每臺自動焊機都按規定的程序正確地重復一系列規定動作指令，全部完成后，車身總成自動進行車門等部件裝配，然后進進油漆車間。 

轎車車身總成拼裝焊接的質量控制 

1.焊接強度檢查 

轎車四門兩蓋總成、車身底板發動機艙總成和左、右側圍總成焊點的焊接強度，一般采用焊接非破壞性檢查、焊接破壞性檢查和超聲波檢查等方法，并由破壞性試驗室來控制這些評定和分析這些評定數據。 

焊接非破壞性檢查是按照鑿檢圖要求的頻次、方法、判定準則對焊點質量的評定，一般由操縱工人完成。操縱工人按照規定頻次先清理總成焊接件焊點數目和外觀質量是否符合規定, 然后將專用鑿子插進焊點3～10mm處，到焊點內端平后，上下板動鑿子檢查焊點是否松動，隨后拔出鑿子，用0.5～1鎊錘子還原零件，假如焊點松動，則填寫焊點缺陷記錄，說明缺陷部位及種類。 

焊接破壞性檢查是按照焊接破壞性作業指導書的規定項目、頻次和要求，對總成焊點質量進行判定，一般由經過專門培訓的檢驗員完成。檢查方法是利用液壓張力鉗或氣動鑿子將所有焊點撕開，對母材上留下的撕洞和焊核進行檢查。對撕洞檢查是否燒穿、是否存在不可接受的焊接裂紋等缺陷；對焊核則是用游標卡尺檢查其尺寸，如符合標準要求，則焊點合格，否則為分歧格，并對填寫焊點缺陷記錄，說明缺陷部位及種類。 

超聲波檢查近期已被國外汽車企業廣泛采用，一般由經過專門培訓檢驗員完成。其方法是技術職員預先根據各種不同總成的板材配置，設計各種不同檢測計劃，檢驗職員只需按照檢測計劃要求將超聲波檢測儀放置到被檢測總成，便能檢查出焊點質量。需要指出的是，超聲波檢測儀開始操縱前，要事先核對檢測程序是否正確，并檢查檢測儀外接設備是否正常。 

2.焊接尺寸檢查 

轎車四門兩蓋總成、車身底板發動機艙總成、左、右側圍總成和車身總成焊接尺寸，一般應用總成檢測標準樣架、柔性檢具、激光丈量儀和懸臂三座標丈量儀檢測，并由三坐標測試室控制檢測和分析檢測數據。 

四門兩蓋總成的焊接尺寸一般用標準樣架進行抽樣檢驗，以確定焊接尺寸是否符合規定。由于車身底板發動機艙總成和左、右側圍總成外形復雜，制造和使用標準樣架難度較大，國外汽車企業一般采用柔性檢具對這些總成的焊接尺寸進行檢測。 

對轎車車身總成焊接尺寸的檢測，國內轎車生產企業一般采用懸臂三座標丈量儀，而國外轎車企業目前已廣泛采用激光丈量儀對車身總成焊接尺寸進行檢測。激光丈量儀一般放在車身總成焊接線末端，焊接完工的車身總成通過激光丈量儀，便完成了車身總成焊接尺寸的檢測。 

需要指出的是，每批轎車的各類總成檢測采集到的數據應在相同生產工藝狀況下完成，并保持每批轎車各類總成的生產批號。經檢驗合格的各類總成應按批號建立發放記錄，以備追溯性檢查使用。凡在檢驗中發現各類總成的缺陷產品，必須按生產批號做好檢驗記錄和匯總分析，同時由相關部分制訂糾正措施和進行質量改進。 

總之，車身總成拼裝工藝是一個不斷更新、發展的技術領域，隨著國內外汽車企業對轎車拼裝工藝研究的不斷深進，及針對產品質量改進措施的逐步完善，轎車拼裝技術水平還將進一步進步。 (end)