车身焊接质量控制(长城汽车)

车身焊接质量控制（长城汽车）
汽车车身制造的四大工艺包括冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺。

在冲压工艺和焊接工艺里面，焊接工艺缺陷造成总装工艺失效的因素更多一些。

1 焊接夹具
1. 1 焊接夹具的结构特点
汽车焊接工艺是汽车生产过程中的重要组成部分。

对于车身焊接而言，车身外部形状是由型面或型线组成，零件基本上都是低碳钢板冲压件，尺寸大、刚度小的特点使得焊接难度相当大。

为了保证汽车车身的焊接质量，就必须要使用高精度的焊接夹具。

在对车身焊接结构进行设计时，要尽量保证焊缝在剪应力而不是拉应力下工作(因为低碳钢焊缝剪应力允许的最大值要大于拉力的最大值)。

同时，还要尽量避免焊缝交汇在一点或者密集布置，否则金属会由于过热而产生严重的应力集中和变形。

1. 2 焊接夹具的基本结构
焊接夹具的基本结构包括焊接夹具平台、定位夹紧单元、举升机构、铭牌和辅助装置。

1. 3 夹具设计部分的关键参数
(1) 夹具平台通常是使用型钢焊接而成的夹具骨架，有很高的加工精度要求: Base 板上表面平面度≤0. 1 mm; Base 板上平面粗糙度Ra1. 6 ()。

(2) 为了确定夹具的加工精度和装配精度，夹具装配完成后需要进行三坐标测量，夹具平台的上表面需要设计有测量建
坐标系使用的基准点。

一般夹具的基准点数量≥5 个，小型夹具的基准点数量可以设定为3 个或者4 个。

基准点孔间的位置公差± 0. 02 mm。

(3) 为了便于检查，平台上表面需刻印坐标线和坐标值。

刻印坐
标线的坐标系为整车坐标系(XYZ)，坐标值需等于100 mm 的非零整数倍数，不建议任意设定。

(4) 焊接夹具的定位精度直接影响到焊接完成的车身质量和质量稳定性，为了保证车身的质量稳定性，焊接夹具定位销和定位块的位置公差一般设计为± 0. 1 mm; 定位销和定位块硬度≥HRC50; 硬度定位销的有效工作长度5 ～7 mm，螺母孔一般进入2 扣螺纹。

(5) 手工焊接工位，夹紧块打开位置不可以影响上件、取件，躲避距离≈30 mm。

2 点焊焊接质量
2. 1 点焊的特点
(1) 焊件间依靠尺寸不大的熔核进行连接，熔核应均匀、对称地分布在两焊件的贴合面上。

(2) 具有大电流、短时间、压力状态下进行焊接的工艺特点。

(3) 是热－机械(力) 联合作用的焊接过程。

2. 2 点焊接头质量的一般要求
点焊的质量要求，首先体现在点焊接头要具有一定的强度，而强度主要取决于熔核尺寸( 直径和焊透率)、熔核本身及其周围热影响区的金属显微组织及缺陷情况。

前者是“量” 的因素，后者是“质”的因素。

一般说来，由于点焊的工艺特点使其与熔焊相比，“质”的因素产生的问题较少。

为保证点焊接头质量，接头的设计应能使金属在焊接时具有尽可能好的焊接性。

为此推荐焊接头尺寸如表 1 所示。

表1 点焊接头尺寸的大致确定
序号经验公式简图备注1 d = 2δ + 3 2 A = 30 －70 3 C'≤0. 2δ
4 e ＞8δ
5 s ＞6δ
h 为熔核高度，mm; d 为熔核直径，mm; A 为焊透率，%; C'为压痕深度，mm; e 为点距，mm; s 为边距，mm; δ 为薄件厚度，mm 焊透率A = h /δ × 100%。

2. 3 点焊焊接参数
合适的规范参数是实现优质焊接的重要条件。

点焊规范参数的选择主要取决于金属材料的性质、板厚及所使用设备的特点(能提供的焊接电流波形和压力曲线)。

工频交流点焊在点焊中应用最广，其主要规范参数有焊接电流、焊接时间、电极压力及电极帽端面尺寸。

表2 低碳钢点焊参数规范
板厚/mm
电极帽端面尺寸/mm 最大最小焊接时间/s 电极压力/kN 焊接电流/kA
0. 6 9. 0 5. 0 0. 12 1. 5 6. 7 0. 7 9. 0 5. 0 0. 12 1. 7 7. 3 0. 8 9. 0 5.
0 0. 14 2. 0 7. 9 1. 0 9. 0 5. 0 0. 16 2. 2 8. 5 1. 2 9. 0 5. 0 0. 20 2. 5 9. 0
1. 6 9. 5 6. 0 0. 22 3. 0 10. 0 1. 8 9. 5 6. 0 0. 26 3. 2 10. 9
2. 0 9. 5 6. 0 0. 26
3. 5 11. 8 2. 3 9. 5 6. 0 0. 30 3. 8 12. 6 3. 0 9. 5 6. 0 0. 36
4. 0 13. 1
为了能够更好地利用上表中的参数保证生产，结合上表中建议的参数，在实际生产中还应该注意以下三个方面的内容: (1) 按照表2 中规定的参数规范进行设置，生产现场可根据实际情况，对焊接规范进行调整，其参数以焊接设备输出为准，通过试焊选取合适的工艺参数。

由于生产现场电网的波动，需要对已试焊调整之后的焊接电流给定一个公差范围，经过试验验证，焊接电流的公差控制在± 5% 的范围内视为合格，此时熔核的尺寸能够满足要求。

(2) 对于不同厚度的板件点焊时，规范参数可先按薄件选取，再按总厚度的二分之一通过试样试焊修正。

由于组合的板厚有较大差异时会出现熔核向厚板偏移的问题，从而影响焊接的强度，所以通常选用大电流，短通电时间，来减小接触面两侧焊件的散热时间，同时使焊件接触面两侧的焊件散热趋于均衡，来改善熔核的偏移，或者使用不同直径的电极帽来改善熔核的偏移。

(3) 多层板焊接，按外层较薄零件厚度选取焊接参数，再按总厚度的二分之一通过试样进行修正，当一台焊机既焊接双层板又焊接
三层板时，首先以双层板参数为基准，然后通过试样试焊修正参数，达到既满足双层板焊接又满足三层板焊接的
目的，当一台焊接设备同时焊接不同板厚板材且差异较大时，必要时设定两组焊接参数，生产时进行切换。

3 总结
综上所述，为了很好地保证焊接的质量，焊接夹具的设计精度以及焊接参数规范的设定直接影响焊接的质量。

以上的夹具设计以及焊接规范是各专业在实际生产过程中总结而来，只要勇于探索、勤于钻研，利用上述的经验结合企业的特点，就一定能够更好地保证焊接质量。