论汽车总拼焊接线的通用性

韦干球

摘 要：汽车是主要借助自身动力为装置驱动，且具有4个或4个以上的车轮的非轨道无架线车辆。汽车是一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。汽车车身由钢板、碳纤维、强化塑料等所组成，钢板靠拼接焊接而成。本文对于汽车焊接拼接及其通用性进行阐述。

关键词：汽车；总拼；焊接线

1.汽车车身焊装线的组成

汽车车身焊装生产线是轿车、微型客车等车型生产过程中的重要生产线之一，从汽车工业的发展历史来看，车身焊装线经历了20世纪50～60年代手工焊接线→20世纪70年代的自动化刚性焊装线→20世纪80年代以后的机器人柔性焊装线阶段。就每条焊装线而言，它由焊接夹具、传输装置、焊接设备（焊枪、焊接机器人）构成；就整个汽车车身焊装线而言，它大体包括车身侧围总成线、车身门盖总成线、底板总成线、车身焊装主线等（目前尚无绝对的概括）。其中每部分又有相应的主线、子线、左右对称线和独立岛。

2.汽车车身焊装线的总拼形式

2.1概述

在汽车制造企业中，怎样更快地推出新的产品，更快地对旧产品更新换代，是赢得市场的关键所在。而产品平台化是既快速又节约投资的推出新产品的主要手段，所以在生产线规划过程中我们就要考虑产品的平台化，考虑线体的柔性化。总拼技术是柔性线体实现的关键所在，是焊装柔性线体最重要的组成部分。在工厂中，焊装线体相比涂装、总装线体的刚性强，产品通过性差，所以如何实现焊装线体的柔性化越来越被各汽车公司关注。

2.2总拼形式简介

汽车常用的总拼形式，具体如下：

1、平移式总拼（single model），其動作顺序为：焊装线将下车体输送至总拼工位→侧围总成人工上件到夹具上→夹具平移到位→夹紧焊接。该总拼形式具有定位精度和可靠性高，投资成本低的优势。

2、翻转平移式总拼（single model），其动作顺序为：焊装线将下车体输送至总拼工位→侧围总成自动上件到水平状态的夹具上→夹具夹紧后翻转至垂直状态→夹具平移到位后焊接。该总拼形式具有定位精度和可靠性高，可实现自动化上件的优势。

3、翻转式总拼（single model），其动作顺序为：焊装线将下车体输送至总拼工位→侧围总成人工上件到倾斜状态的 夹具上→夹具夹紧后翻转至垂直状态→焊接。该总拼形式具有定位精度和可靠性高，投资成本低的优势，但操作空间小。

4、多面体式总拼，多面体式总拼是在平移式总拼的基础上通过可水平旋转的滚筒转动来实现侧围夹具的更换从而达到柔性化目的。最多可以安装4套侧围夹具，适应4种车型的切换。多面体总拼形式技术成熟，投资成本相对较低，焊接空间较小。

5、OPEN GATE总拼，OPEN GATE总拼是在平移式总拼的基础上通过堆栈法实现柔性化生产的一种总拼形式，只需在一个总拼工位就可以实现夹具和车型的切换，其动作顺序可参考平移式总拼。其特点是车型可以单独调试，不影响车型正常生产；车身焊接稳定性较好，对钣金件精度要求相对较低；技术成熟度较高，后续车型增加方便；占地空间大；一次投入费用高。

6、Geotack总拼，Geotack总拼也是依靠侧围工装的切换来实现同一工位的柔性化生产。与OPEN GATE的不同之处在与其侧围工装采用独立的翻转式合拼机构。其动作顺序可参考翻转式总拼。该总拼形式具有柔性化程度高，精度稳定以及后期车型导入对现生产影响较小的特点。目前我公司乘用车三厂采用该总拼形式。

7、机器人总拼，机器人总拼形式中，机器人既要承担焊接工作又要承担定位工作；通过切换机器人抓具来实现不同侧围车身的总拼焊接。主要分为三种：

1）侧围为整体抓具，机器人抓取侧围后，放至总拼工位，抓具又起到夹具的作用，抓具通过锁紧装置锁死。该形式对机器人载荷要求较高。2）侧围抓具分为前后两个独立部分，这对于同一车型的两厢、三厢车转变及车身长度较长的车型更具灵活性。 3）侧围采用分体式总拼，侧围相同的部分采用（GATE）推进装置，不相同的部分采用机器人切换抓手。此种形式相对侧围整体抓具的形式要求的机器人载荷较小。

8、内置式总拼，其特点是：没有传统的侧围夹具框架，整个夹具从无顶盖车身总成顶部落下，夹具夹头从车身内部夹紧。采用内置式夹具，使焊钳比框架式夹具更易于接近焊接部位，焊接的工艺性好，并且可使点焊机器人最大限度集中，在总拼工位焊接的焊点数量多，能够有效保证车身品质。另外内置式夹具从顶部由机械化设备吊入，在本工位二层可设置总拼夹具库，便于切换侧围夹具，以实现柔性化，且占地面积小。

9、激光拼焊板与连续变截面板技术激光拼焊板（Tailor Welded Blanks， TWB），它们是采用激光作为焊接热源， 将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行拼合、焊接成一块整体板材。

3.汽车通用焊接要求

1、焊接件的原材料（钢板、型钢、钢筋等）和焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）进厂时，应经质检部门按有关标准检验合格后方可入库和使用。

2、钢材在下料前的形状公差应符合国家或行业标准的有关规定，否则应予矫正，使之达到要求。矫正时，其伤痕深度：钢板应不大于0.5mm，，型钢应不大于1mm。

3、焊前要求，焊接前的零件应经检验合格后方可焊接。焊接前应清除焊接区域的铁锈、氧化皮、油污、油漆等杂质，使焊接零件表面露出金属光泽。灰尘、油、脂可用挥发性脱脂剂或无毒溶剂擦洗。油漆和其它不溶于脱脂剂的材料可用三氯甲烷、碱性清洗剂或专用化合物清洗。一般要求在清洗后24h内施焊，逾期应重新清洗。清理区域为离焊缝边缘不小于15？mm。焊接前电焊条应经过烘焙，严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。焊丝应清洁、干燥。定位焊缝不应有裂纹，不应有超标的夹渣、气孔等缺陷，如发现有焊接缺陷，应彻底清除，重新进行定位焊。定位焊缝应填满弧坑。在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不得有定位焊缝，定位焊缝一般应离开该处40mm以上。当正式焊缝焊接需要预热时，装配定位焊时也要预热，而且预热温度要比正式焊缝焊接预热温度高30℃以上。与母材焊接的工卡具其材质宜与母材相同或同一类别号，应在整个焊缝焊接及热处理完毕并经检验合格后方可拆除。拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。

参考文献：

[1]刘慧， 张宇， 蒋蓓.柔性化总拼技术在轿车焊装线上的应用.《现代零部件》2012

[2]马涛， 桑大群， 刘文浩.一种车身焊装线总拼夹具[专利]- 2014

[3]马鸣图， 游江海， 路洪洲，等. 铝合金汽车板性能及其应用[J]. 机械工程材料， 2010， 12