浅析汽车车身的焊接工艺设计

李文斌 贾祥宇

【摘 要】随着我国现代化科学技术不断的发展，汽车行业也跟随着科学的脚步朝着低碳环保，舒适性和安全性以及车身重量减轻化的方向发展，为了满足这一类的需求，车身设计开发与制造工艺的新技术相继的出现，为汽车行业的快速发展添加了新的动力。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，藉此给业内同行们作为借鉴之用。

【关键词】汽车车身；焊接工艺

引言

从汽车整体结构来看，主要包括车身、底牌、发动机等装置。随着经济全球化发展，汽车行业竞争也日益激烈，而在汽车制造过程中，汽车车身设计具有重要意义。鉴于新时代汽车更新速度快、投资大等特点，人们启用了汽车工艺同步工程，让汽车制造系统中各环节相互协调，实现了汽车生产效率的有效提升，为我国汽车行业发展做出了积极贡献。

1、汽车车身焊接工艺概况

汽车制造中必须高度重视焊接工艺，关乎到汽车整体性能的发挥，也是汽车在制造的过程中必须经历的环节之一。汽车车身的焊接是复杂的过程，由于车身壳体是经过百余种及数百种薄板冲压而成，需要将其通过焊接、铆接、机械联结及粘接等工艺方法，联合成一个有机的统一体，是艰巨而复杂的过程，期间针对车身的材料焊接需要选取技术含量高的技术。这样即可以节省材料又便于操作，特别是焊接技术的选取，其密封性较好，具有众多的优势性能，是现代汽车制造中运用最为广泛的方法。

2、汽车车身设计技术

2.1、新车车身的设计开发流程

新车车身的设计开发流程是根据很多项目的节点进行区分的，我国现目前最主流的新车车身设计开发流程。其需要注意的是新车车身的设计，工艺很多书籍下发指令后就需要对软膜件焊进行新车车身可靠性的测验，同时在对新车车身的结构设计方面，要着重全面的考虑到车身的新材料以及新结构在其中应用。

2.2、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。

2.3、冲压工艺的制定流程

首先，相关产品部门会将数据模型或者图纸传递到冲压专业部门手中，工作人员会根据信息，对冲压部门产品的可行性进行有效分析，随后制定出有效可行的具体冲压工艺流程，该流程主要包括成品工艺的制定、产品拉延，以及具体冲压方向和成型方式的确定等；另外，还包括修边、翻边等工序的确定，这其中涉及到冲压方向、定位方式等内容的确定；最后，在检验方式的确定上，还会涉及到定位点的选取、定位方式的确定以及检验方式的最终确定。经过冲压工艺流程的作用，为汽车车身制造提供了质量基础。

2.4、电阻点焊

针对汽车车身的焊接大概有4000个焊点，其均匀的布置在整个车身，因此针对这些焊点可以采取点焊的手法，当然点焊的质量要求也非常的高，其会直接影响到汽车相关使用技能。点焊的质量关乎到汽车性能的发挥，特别是安全性和可靠性是关键，影响汽车的使用寿命。此时必须对点焊引起高度的关注，如其工作的原理就是利用电流通过金属产生电阻，并通过电阻的热融化将金属达到两金属件间原子结合的目的。这一个过程需要不断地熟练操作及积极探索相关应对措施，才能将其达到较好的效果。焊件装配质量对电阻点焊也有着影响，装配的焊件极易产生一定的缺陷，很多间隙会造成焊接后的变形，标准焊接装配的间隙应该在0.6～0.8mm，制件尺寸装配间隙应该控制在0.1～0.2mm，才能保证焊接的质量。

2.5、新车车身新材料的运用

由于现代车门的盖车身附件结构技术已经相对成熟，仅仅是依靠结构优化对车门的质量进行全面优化，还不能完全达到理想的效果，其还需要通过对新材料的充分运用，这样才能促使车门达到减轻重量的要求。在这些新材料中其中包含了强度较高的IF钢板，软钢板，涵磷钢板和IS强度钢板等一系列新材料。比如；宝马E60（如图2所示）的车身车门的外板就是运用的BH强度钢板，这一材料的应用可以有效的替车身其自身强度。车身的骨架结构中所包括的安全性构件还包含了；车门防撞杆，顶盖横梁，和ABC柱，前后纵梁以及前后保险杠等构件。这些安全车身安全构件也是在复杂程度上有所不同的，同时，对车身进行焊接的部分也是相对较多的并且复杂，其主要目的是为了保护乘员的安全问题。这些零部件的材料应用需要满足一下条件；第一就是满足相对较高的静态力学性能，第二是满足材料可以较好的成型和焊接的性能，第三是要满足相对较高的动态力学性能，从这几个方面入手的话可以有效的防止其吸收能力以及入侵性。常常运用到的材料有下面几种；HSLA系列，MS系列，PHS系列，SAPH系列等钢板，都能有效的结合在车身的结构使用中。

2.6、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。

3、汽车车身焊接后质量检验措施

焊后的检验主要分为破坏性检验和非破坏性检验，破坏性的检验对车身的影响较大，对焊点的要求较高，需要对检测的焊点进行严密的侦察，需要检测焊点状况，并对焊点进行破坏检测的方式的积极探索，选取适合的检测方法，才能减少对焊点的影响。非破坏性检测能够发现焊接的缺陷，如如虚焊、弱焊等，该种模式的检测需要在生产的过程中每间隔一定时间，再安排余下的检测試验，及时发现焊接质量的不合格，并采取控制措施，也可以及时发现的问题，对前序产品进行问题追溯。因此使得焊接技术达到一定的质量标准。

结束语

综上所述，针对汽车车身焊接工艺技术已经是当下汽车行业必备的技术，对于汽车行业及国家来讲都有着一定的深刻意义。汽车行业还需要不断地加大研发的力度，加强对焊接技术的研究与应用，对焊接技术进行全面的创新，才能使得汽车制造行业得到迅速发展。

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（作者单位：1长城汽车股份有限公司；

2长城汽车股份有限公司底盘研究院）