白车身薄板件焊接装配误差的研究

张香彬

(天津正平机械新技术有限公司，天津 300404)

由于科技的发展，经济的不断增长，使得消费大幅度增长，特别是在汽车行业中。世界各国都不想错过这个赚钱的良机，都想在汽车市场分一块“大蛋糕”，但是要想分得这块“蛋糕”就必须得靠自己的技术，要靠自己的优质质量，要靠自己的服务来征服消费者，但这往往不是一个很容易就可以达到的目标。而在技术方面，要数白车身薄板件焊接装配最难以克服，因为在汽车生产过程中难以解决车身薄板件焊接装配误差，但是车身薄板件焊接装配误差却会导致所生产的车辆的质量下滑，另外一个原因就在于没有科学的方法来对其进行研究，同时也没能找到有效地控制措施。

一 白车身薄板件焊接装配误差的研究的必要性

制造白车身的时候，白车身的薄板件焊接时的质量是与车辆外观以及性能的好坏成正比的。众所周知，白车身薄板件的刚度性能相对而言是比较差的，所以在焊接白车身薄板件的时候很难使得配件的精度达到要求，同时还会产生很大的误差。所以我们必须要针对白车身薄板件焊接装置出现的误差进行深层次的研究与分析，而且还要做出科学性研究，找出影响精度的因素，从而找到解决方案。

因此，在当前注重质量、成本等综合能力的国际市场环境下，只有在设计阶段就对产品制造及装配尺寸偏差进行管理，才能建立起高效、精确的制造质量管理体系，提高轿车生产企业竞争力;通过以下两个方法可以实现车身装配质量精量化:一是闭环的信息反馈系统，实现边制造边检测，并将制造信息实时反馈给设计部门;二是在产品设计过程中就开始对产品的制造性和装配性进行分析与模拟，在产品实际生产前对产品的制造质量进行控制，提前消除可能产生问题的地方，保证装配过程的稳定性和可靠性。

二 白车身薄板件焊接装配误差的来源

在焊接白车身的薄板件装置时出现的误差来源是非常广泛的，从生产之前的设计、材料质量好坏的选择以及到下线前的组装。例如在设计产品的时候，因为零件自身在制造的时候会存在相应的误差，那么在拼接、组装的时候将会出现更大的误差。此外，复杂的结构设计同时也是产生误差的一个方面。本文主要介绍四个容易产生误差的方面，因为在许多误差来源较多时，我们要分清主次。这四个方面主要分别是板件之间的误差;焊装工具误差;在焊装的时候出现的误差;焊装后回弹产生的误差［1］。

第一，板件误差。板件误差是焊接后装配件产生误差的主要源头。首要的是板件出现的偏差会使得板件无法在焊接夹板工具上安装，必须要经过修改之后才能焊接饱满。或者是在夹紧力作用下强行安装会导致物件的变形。其次。板件在接合面的偏差会导致板件在夹具上装配后接合面无法贴合。导致在焊接后由于板件的相互作用力使得装置配件误差产生。

第二，焊装夹具误差。焊装夹具设计的是否合理和制造精度是否达得到要求直接会导致白车身薄板件焊接装配产生误差。焊接工具的误差主要是面内以及面内出现的误差。面外的误差多数发生在最大柔性方向上从而使得装置的零配件精度降低。面内误差多发生在垂直方向，对误差的影响较小，一般可以忽略。

第三，焊装过程误差。焊装过程误差有两种误差，一种是焊接引起的变形，另一种是焊接位置移动引起的误差，影响因素主要包括焊接工艺、焊接方法和焊接规范等方面。多采用先定焊后长焊的方法。对于定焊来说，它的数量以及位置都会对装置配件产生一定的误差;白色车身多数会采用点焊接的方式，原因在于用此种方法产生的热量相对于来说是很少的，会使得板件变形的概率也是很小的;在焊接的时候电流的大小也是会影响焊接质量。

第四，板件回弹。松开夹具，板件因为力的作用会回弹，从而引起变形．这是产生误差的众多原因中最直接原因，尤其要引起我们的注意，我们最好对其进行提前预防。

总之，在焊接装置零配件的时候最主要的误差是板件之间的误差——它对于装置零配件的精度以及成品质量好坏的影响是非常巨大的，同时，板件回弹时便是产生最终偏差最主要的原因。

三 白车身薄板件焊接装配误差的研究方法

自从第一辆车出现，人们就想找到一种科学有效的研究方法来对白车身薄板件焊接装配误差进行研究，比如极限公差法、RSS法或蒙特卡罗模拟法等误差分析方法，但是这些方法都是先天不足，它们在分析柔性薄板件焊接装配误差时与现实有较大的出入。后人将工程结构模型和统计方法结合起来，提出有限元方法和影响系数方法，美中不足的是所用模型是一维弹性模型，在现实应用中有一定的限制。一直到吴一民先生提出有限元以及随机数的方法后对于焊接出现的误差才能得以进行深层次的分析，发展到现在，白色车身薄板件在焊接时出现的误差才能有科学的研究方法。

四 白车身薄板件焊接装配误差的控制方法

通过以上影响装焊质量的主要原因分析可以得出;汽车在正式生产前必须把影响薄板件焊接装配质量的因素排除在外，尽量提高白车身薄板件焊接装配质量，减小薄板件焊接装配的误差。

第一，尽量采用整体冲压件。在冲压工艺的许可的情况下应量减少车身零件的分块，尤其是对尺寸有较高要求的零件。在整体冲压件的条件下可以降低在匹配车身时产生的误差以及变形。而且冲压件的结构和焊接的接头设计也要合理，如此才能确保定位焊接的精度，从而减小焊接误差。采用整体冲压件，车身的零件简洁明了，整个零件没有焊接，自然也就没有了焊接装配误差，从根本上解决了焊接装配误差。

第二，在科学研究下考虑焊接装置方法。在满足汽车结构性能的条件下，焊接时的接头最好是采用电阻电焊方法，这样可以减少焊接变形，除此以外，接头的设计是满足操作要求的。当刚度和强度达到标准时，要尽可能的减少焊接点的数量，可以从根本上降低焊接变形。

第三，注意对焊接工具的调试。因为车身的焊接工具在制造上面本身就存在尺寸长度误差，所以在车身生产之前都必须用工具调试，看是否满足焊接时的精度要求。在调试过程中，只要发现影响到车身的后续工艺时要及时对其进行调整。在车身焊接时出现的变形会使得零件尺寸达不到要求。所以必须保证车身在焊接的时候不能有很大的变形，车身的质量才能够确定[2]。

第四，为了防止车身焊接装配的变形，最好采用电阻点焊。由于电阻电焊是内部热源，再加上在焊接过程中使用简单而且热量集中，非常利于焊接，得到优质的接头的可能性也升高了。

第五，使用前沿的设备来预防变形。国外的车身焊接大多是使用机器人来进行的。采用机器人焊接不单单在焊点的时候可以达到均匀的要求，并且焊接的速度也是稳定的，工作效率会大大提高，可以最大幅度的减少车身的变形。

第六，要严格遵循工艺流程，以防车身在焊接的时候产生的变形。在生产的过程中必须要制定出相应的确切工艺 流程，并且在这个流程下严格按照要求进行生产。

五 总结

未来汽车市场的潜力不可估量，因为不管社会多么发达，我们都无法离开汽车，只不过随着社会的进步，人们对生活的要求和品位会不断提高，因此白车身薄板件焊接装配误差的研究是没有止境的，上面提到的的六种控制方法是目前最有用也是最有效的方法，希望这些方法对我国的汽车制造业有所帮助，能帮助我国汽车生产企业在不久的未来占据更多的汽车市场份额，获得更大的利益。

[1]邢彦锋，金隼，来新民，陈关龙;基于径向函数的响应面法在薄板装配夹具设计中的应用[J];计算机辅助设计与图形学学报;2009年01期

[2]胡敏，来新民，林忠钦，陈关龙，于干频，祝俊皓，周立波;车体多柔性件装配的误差分析[J];上海交通大学学报;2009年10期

[3]向华平;基于边界拓扑转化的四面体与六面体网格动态连接技术[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年02期

[4]杨义，郑铮，李铮，陈宇晓;有源光纤环脉冲复制器系统误差分析[J];北京航空航天大学学报;2008年05期