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摘要：主要介绍了汽车产品开发各阶段焊装工艺评审要点，包括造型效果图、主断面数据、结构数据、实车评审，从优化产品结构、提高产品质量，降低成本角度，以及生产线的通过性、焊接性、装配性等方面进行分析，提出工艺评审建议，通过具体案例解析，为产品开发各阶段数据的工艺评审提供依据和方法。 关键词：焊装工艺评审案例解析 汽车产品开发是1项复杂的系统工程，一般可划分为5个阶段：项目策划阶段、概念设计阶段、工程设计阶段、生产准备阶段、生产阶段。为了提高产品质量、缩短产品开发周期、降低成本，工程设计与产品设计同步进行，工艺部门在产品开发各阶段，结合生产线实际情况，从工艺可行、质量控制、成本等方面评审，并与产品设计部门达成最终解决方案。现对汽车开发不同阶段的焊装领域工艺评审内容进行简要分析。 产品在策划阶段，产品造型师根据输入的新车型的基本概念、车型定义等信息，设计出效果图，效果图只显示出产品的主要轮廓和关键点的造型特点。 概念设计阶段，产品设计师根据通过评审的效果图，发放A级表面（Concept A-Surface，CAS）[1]数据，CAS数据即外表面数据，用于展示产品效果及初步分析工艺可实现性，分为内CAS数据（内饰）和外CAS数据（外部造型）。 工艺领域对造型效果图进行评审，通过造型分析，预判车身结构形式在焊装领域的工艺性，提出合理建议，从而达到工艺可实现性与合理性，降低焊装工艺难度，降低生准投资，提升质量。 效果图只是大概显示出产品的主要轮廓和关键点的造型特点，焊装工艺评审问题不多，提出的评审问题如果产品采纳则会对产品造型进行改动。 焊装领域针对造型的工艺评审维度主要有如下7个方面。 2.1 通过性考虑车身、侧围、顶盖产品的尺寸和工艺内容等信息在已有生产线上的通过性。如图1某车型顶盖与侧围区域造型所示，顶盖与侧围的拼接处缝隙很小，没有传统的装饰条的安装空间，所以判断此处会设计成激光焊，该工艺现有生产线无法实现，必须提出工艺评审，建议将此处改为点焊工艺。 图1 某车型顶盖与侧围区域造型 2.2 降低工艺难度车身分缝、棱线、特征点的搭接关系尽量少，降低匹配和调整的难度。如图2某车型翼子板与前盖匹配区域所示，翼子板与前盖匹配区域需要保证的特征点过多，调整的方向也较多，调整困难，提出工艺评审建议，减少匹配方向。 图2 某车型翼子板与前盖匹配区域 2.3 降低生准投资考虑外表面冲压零件分块方式对焊装面积、投资和质量的影响，建议外表面零件尽量减少分块。 2.4 提升质量考虑门盖的形状特征对包边压合可实现性和外表面质量的影响。如图3（a）某车型后盖造型所示，其后盖前部尖角为锐角，压合压料设置困难，容易引起角部塌角和角部坑质量问题，建议改为图3（b）所示的直角或者钝角。 图3 某车型后盖造型 2.5 考虑车身焊接可达性如后盖灯口、侧围尾灯口处预留出足够的焊接空间。如下图4某车型侧围后尾灯造型所示，侧围后尾灯端部过窄、夹角小且延伸尺寸较大，由于空间限制很难实现点焊，建议更改为冷金属过度焊或者更改造型。 图4 某车型侧围后尾灯造型 2.6 结构稳定性如图5某车型翼子板与A柱搭接区域造型，翼子板与A柱匹配区域为搭接结构，翼子板与侧围大面积无连接，有翘边风险，建议更改此处造型。 图5 某车型翼子板与A柱搭接区域造型 2.7 基因问题规避由于造型设计带来的质量问题，必须在造型阶段提出。如图6(a)所示，某车型投产后出现过大天窗顶盖坑的问题，此问题难以通过工艺解决，在新车型造型阶段就要提出，建议增加加强筋规避此问题，如图6（b）所示。 图6 某车型顶盖坑质量问题 车身主断面设计是汽车车身设计中的重要环节，它贯穿于整个汽车车身设计开发过程中。从车身油泥模型制作开始到车身结构设计完成的整个过程中，它是车身造型阶段工程可行性分析的重要手段与工具，是指导车身结构设计的重要依据。 车身主断面定义了零件之间的结构断面形式、搭接关系、可装配性、涂胶结构、工具可操作性等关系，通过工艺评审可以在结构设计前提前发现并解决一些问题。 焊装主断面工艺评审主要从以下方面进行。 3.1 焊接搭接边长度焊接搭接边长度是主断面评审的一项重要内容，一般要求焊接边≥12 mm，如图7所示某车型B柱主断面结构，焊接边只有10 mm，存在焊接质量不良的问题，要求将焊接边加大到12 mm以上。 图7 某车型B柱主断面结构问题 3.2 零件间干涉性检查通过断面评审发现数据上存在的干涉点。如图8所示，某车型加油口座下部与侧围外板搭接处在上件过程中存在干涉点，需要消除干涉。 图8 某车型加油口座下部与侧围外板搭接处干涉问题 3.3 结构强度评审主要评审安装装配中产品的结构强度、稳定性等质量问题。如图9所示某车型后保险杠下固定支架结构过长，强度不足易变形，影响安装质量，建议减短后保险杠固定支架结构，增加强度。 图9 某车型后保险杠下固定支架 3.4 包边尺寸压合包边是主断面评审中重要部分，主要评审包边长度和内外板间隙，包边太短影响包边效果，内外板间隙太小，则存在干涉风险。如图10（a）所示，前门外板与加强板搭接面为3.3 mm，影响包边效果。建议参照图10（b）所示压合包边评审标准修改搭接面为5～8 mm。
图10 压合包边问题及评审标准 3.5 装配操作性装配操作性评审是对人工操作可行性和便利性进行评审。如图11某车型后门安装铰链时为2个相反方向作业，操作不便，要求改为车身外部安装螺栓。
图11 某车型后门安装铰链操作问题 在产品造型设计后的车身结构设计阶段，设计师会发放白车身结构数据，包括车身数据、焊点数据、涂胶数据、加工基准、BOM等信息。从首版结构数据发放到数据冻结前，工艺部门会根据不同版数据持续提出工艺评审，评审主要是针对产品装配性、焊接工艺性、加工基准合理性、夹具可实现性、借用件、涂胶、生产线的通过性、节拍合理性等方面，提高产品制造过程中的质量，降低投资，规避停台风险。 4.1 装配可行性a.零件层级结构分析，层级结构决定了工艺，要求各分总成装配顺序与原有工艺一致，且结构简化。如图12（a）中，某车型设计时侧围内板A柱、C柱在B柱处搭接，且涂胶在不同件上，需二次涂胶，建议如图12（b）所示将C柱与B柱不搭接。 b.零件装配干涉检查，分动态和静态检查。静态干涉检查包括零件搭接R角，非焊接面的间隙。动态检查即模拟实际装配过程，保证零件无干涉。如图13所示在装配侧围C柱总成过程中与侧围外板干涉，使外板变形或者装配不到位，建议将干涉部位切除。
图12 某车型B柱搭接结构
图13 某车型装配过程中干涉问题 c.防错检查分析，主要关注结构对称或者相似的零件，防错方法主要是在零件上使用数字、字母、箭头或开孔进行标识防错。如图14所示，某车型顶盖行李箱支架为非对称件，螺柱左右两侧差异较小，容易装反，建议增加工艺缺口进行防错。 d.工具操作性分析，应尽可能与现有生产线的通用装配工具共用，保证操作空间足够，降低操作难度。
图14 某车型顶盖行李箱支架防错装问题 4.2 焊接工艺性a.焊装工艺主要有点焊、凸焊、螺柱焊、CO2焊、MIG（熔化极气体保护电弧焊）焊、CMT（冷金属过渡焊）、激光焊等工艺，要分析是否有超出已有焊接工艺范围的工艺。 b.焊接工艺的选择，考虑特殊部位选择不同的焊接工艺对零件质量的影响，如图15所示,某车型后背门尾灯处设计为CO2焊工艺，由于后门外板为薄板，CO2焊热量大，外表面容易变形，建议改为点焊，消除质量隐患。
图15 某车型后背门尾灯处工艺问题 c.焊接可达性，即考虑零件结构、尺寸、形状与预估的夹具结构、焊钳是否存在干涉、障碍、刮碰，能否顺利实现焊接。重点关注狭小空间、形状复杂零件。通过评审确保工艺性良好，保证点焊、凸焊、螺柱焊、弧焊等焊接操作的顺利进行。 如图16所示，某车型螺柱焊时螺柱周围空间不足，为保证定位精度，螺柱焊时焊枪需使用焊接样板，一般为圆形衬套导向，直径50 mm左右，因此焊接部位需要保证足够的焊接空间。
图16 某车型螺柱焊工艺问题 4.3 加工基准的合理性评审加工基准评审主要目的是简化夹具结构，降低制造成本，提高操作便利性。如图17所示，某车型侧围内板基准孔所在平面角度的存在，使得定位机构需要倾斜设计，连接机构复杂，评审后取消凸台，使定位面与X面平行，简化了结构，优化了焊接空间。
图17 某车型侧围内板基准孔问题 4.4 夹具的可实现性根据以往车型的经验来分析判断产品结构对于夹具的可实现性。如图18所示，某车型2个支架之间的间距过小，定位夹具机构占据了零件的焊接空间，使得零件无法焊接，建议更改零件结构，使2个零件的定位结构分布在2件的两侧，留足焊接空间。
图18 某车型支架影响夹具定位问题 4.5 涂胶评审4.5.1 胶型和涂胶位置 涂胶评审主要关注胶型种类与现有生产线保持一致；涂胶轨迹上是否有加工基准与涂胶枪产生干涉，使胶条无法涂到；胶条的长度能否在工艺节拍内完成；前盖、后盖、顶盖等部位涂的减振胶位置是否有利于胶条的固定，例如顶盖横梁、门加强梁减振胶是否全部涂在凹槽内。 4.5.2 涂胶间隙 涂密封胶部位零件间间隙值不可以大于1.6 mm。活动部件如前盖内外板之间需要涂减振胶以增加刚性，但是零件间隙不可以过大或过小，否则都将影响最终效果，常见要求如图19所示，目前间隙参考值为3 mm。
图19 减振胶涂胶间隙要求 4.6 借用件评审车身上面的小件尽量借用已有的产品零件，可以降低开发费用，如图20所示为常见可借用零件。
图20 常见可借用零件 4.7 共线通过性分析新车型在已有生产线上通过，定位系统尽量与生产线上已有车型定位系统相同，或者设在通过将已有车型定位系统滑移、摆动或者举升后可以实现工装的共用，做到减少工装设备的改造量、节省空间、减少车型切换时间，从而最大程度的保持工装设备的稳定性，提高质量保证能力，降低生产线停台风险，降低改造成本。 4.8 生产线节拍实现生产线节拍是工艺规划、工艺设计的一部分，生产线节拍即生产线生产效率，直接影响到生产成本的高低，提高生产线的效率是降低生产成本的有效手段，节拍问题是在工艺评审阶段必须要充分考虑的问题。节拍问题主要考虑人工上件、焊点、涂胶数量和分配等，根据工艺人员的经验评估实际生产存在的风险，以便及早规避。 产品量产前的生产准备阶段会通过各种路试、淋雨、质量评审等实际操作验证车身结构，从工艺角度进一步识别结构方面的设计问题，并反馈给设计部门进行修正。如某车型整车淋雨后发现后门锁漏雨，经过分析发现漏雨点为图21(a)所示的安装孔处，将后门锁板涂胶轨迹由设计之初的黄色改为红色轨迹，问题得到解决，如图21(b)所示。
图21 某车型后门锁漏雨问题 介绍了对造型效果图、主断面数据、结构数据、实车开展的焊装评审工艺评审注意事项，从结合案例进行简要分析，结合案例描述了焊装工艺评审注意事项。通过对问题的解析提高了工艺评审的质量，对提升产品质量、控制成本、缩减生准周期起到巨大的作用。 参考文献： [1]罗伟,孙大鹏,程鹏,等.浅析汽车造型设计中的CAS[J].轻型汽车技术,2011(10):28-30. |
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来自： 宋洋sy > 《06-车身工艺技术》
