浅析汽车车身的焊接工艺设计

张坤 张明超

摘 要：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。由此，文章将由汽车车体焊接流程的设计要领上去着手研究，归纳总结汽车车体焊接流程设计方面的经验和教训，藉此給业内同行们作为借鉴之用。

关键词：汽车工业；车身焊制；焊接流程；技术设计

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 汽车车身焊制程序的技术设计及其要件

为了真正实现汽车焊制作业的完美开展，在实施焊制程序技术设计时必须构建如下几种要件：①汽车车身结构的数学表达模型。一般状况下，在汽车生产领域中为打开相应的数学模型时常是采取UG、Catia、ProE等三维型软件来实现，并据此获得对应的参数。在拟定汽车车身焊制程序环节中，其整台车的数学模型是由多个具体的个分部数学模型组合而成，且由其中确定车身总体构架尺寸以及各个零部件之间的相对位置关系等内容。另外，尚能够依托车身结构的数学模型来绘制出各类轴测视图以及其中的截面图等。②样本工件、样本车型。涵盖了汽车车身分部总成、各大件总成、整车总成以及冲压工件等项目。③成套车体结构图纸。④车身零配件汇总表。其囊括了车身所有配件的序列排号、结构名称，标配工件携带的数量、产品规格以及含有冲压工件的数量、序号以及其部件名称等多项内容。

2 汽车车身焊制程序设计要求

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 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。

2.5.1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。

2.5.2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。

2.5.3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。

3 结语

总之，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。

参考文献：：

[1]郭三爱.不同焊接顺序的汽车用S355J2G3钢工字梁焊接结构变形和残余应力的有限元预测[J].热加工工艺，2013（09）.

[2]刘奇先.汽车变速箱齿轮CO2激光焊接热过程的有限元分析及试验验证[J].热加工工艺，2012（15）.

[3]许瑞麟，朱品朝，于成哉，熊万里.汽车车身焊接技术现状及发展趋势[J].电焊机，2010（05）.

[4]宋筠毅，陈云，黄晨吉，赵丹.基于应力分析的车身底板定位销结构优化设计[J].上海汽车，2017（02）.