白车身数模审核焊接工艺规范浅析

张涵， 臧伟，魏普，赵校巍

(1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000；2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

白车身数模审核焊接工艺规范浅析

张涵1,2， 臧伟1,2，魏普1,2，赵校巍1,2

(1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000；2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

白车身数模审核是焊装工艺研发中的一项重要工作内容。在新车型开发设计阶段对白车身数模进行充分审核，提前识别焊装工艺中的制件搭接与配合、定位、焊接关系、涂胶工艺、包边等重要工艺特性的问题，将会极大地减少投资成本、工装开发问题以及后期车型进厂后的调试问题。

白车身；焊装工艺；数据模型；工艺审核

0 引言

白车身制造是各大汽车厂商最为关注的领域之一。在白车身的制造中，焊装工艺起着承前启后的重要作用。车身焊接过程中，各种工装将数百个钣金单件通过数千个焊点连接在一起，形成白车身。其中又涉及弧焊、涂胶、包边等各种工艺。面对如此复杂的一个系统过程，前期的白车身数模审核就显得极为重要，不但可以充分识别各种影响焊接工艺的问题，更好地保证产品工艺可行性及确定最优化的白车身结构，而且能够提高产品质量、降低开发成本、缩短开发周期。

1 制件搭接与配合的相关审核分析

在对车身各个钣金件之间的搭接关系进行评审时，最重要的是保证零部件相互配合及安装时无干涉现象。

1.1 R角配合要求

R角干涉是车身设计时经常出现的一种问题，现场调试中一旦出现此类问题，将对白车身精度有很大影响。因此，在前期数模审核时，在钣金件R角配合处应加以重视。由于冲压工艺加工公差限制，钣金件中的R角与设计一定存在相关差异。所以，若两个制件在R角处搭接配合，这两个制件R角一定要存在差异，切勿相同。数模审核时，可如图1所示依照如下相关准则进行：

(1)R1<15 mm时：R2≥R1+3 mm；

(2)15 mm≤R1≤30 mm时：R2≥R1+4 mm；

(3)R1>30 mm时：R2≥R1+5 mm。

图1 两制件R角处搭接配合示意图

1.2 翻边末端与圆角末端的距离要求

冲压件对相关钣金件板端的精度要求不高，加上冲压件的回弹等问题，所以要求在车身设计阶段预留板端的误差量，来保证现场的正常装配。在通常情况下，板端的误差不会高于±1.5 mm，而圆角处的偏差一般为±0.5 mm[1]。这就需要板端与圆角搭接位置在空间允许的条件下预留d≥2 mm 的间隙，以保证匹配过程中不产生板端干涉现象，如图2所示。

图2 板端与圆角搭接位置预留间隙要求

1.3 存在移动公差部位的图纸审核要求

一般来说，影响到车身的宽度、长度及高度或者关系到车身外观品质的零件，都应设定移动公差。偏移量一般在0.5～0.7 mm范围内，如图3所示。

图3 存在移动公差部位的图纸审核要求

2 定位审核

定位是指对钣金件的6个空间自由度进行限制。绝大多数的车身钣金件都是采用孔定位，孔定位的定位精度高，总成公差也可以通过定位孔去控制、调整。而形面定位一般仅适用于空间狭小且无精度要求的制件，一般在实际应用中，应避免应用形面定位。相关审核要求可参考如下：

2.1 定位孔尺寸要求

评审定位系统时需要注意：定位孔的位置应分散于工件最大尺寸方向上，方便日后工装夹具单元的布置。且孔间距a与零件长度L的比值a/L≥0.6,如图4所示。

图4 定位孔尺寸要求

2.2 定位孔选取的原则

在进行车身结构定位孔审核时，一般有以下几项原则：

(1)定位孔所处平面方向应平行于基准面方向，尽量避免空间坐标孔，以方便夹具制造和生产；

(2)一个制件原则上应有两个定位孔，特殊情况如采用一个定位孔需增加定位面以保证完全控制6个自由度；

(3)定位孔避免设计在门口、窗口的翻边位置，翻边孔在冲压过程中精度、孔径不能保证，会造成定位不准；

(4)关键定位孔应采用凸台形式，不仅可有效防止漏雨，同时由于孔周围刚性较好，不易导致孔变形，更能保证焊接后的总成精度；

(5)盒状结构的总成件，由于内部无法设置定位机构，导致定位不足，所以考虑采用定位过孔的结构，然后夹具采用台阶销方式，同时定位2个元件，使夹具简单、定位合理。

2.3 定位孔与定位过孔需满足的条件

定位过孔的要求见图5，其中d1为定位孔直径，d2为定位过孔的直径(d3为3层板定位过孔的直径)。

图5 定位过孔的要求

(1)L<30 mm,d2=d1+3 mm(3层板时，d2=d1+3 mm，d3=d2+1 mm)；

(2)L≥30 mm，d2=d1+5 mm。

3 焊接工艺性审核

前期针对产品数据审核中，对于焊接性的审核主要是分析车身零件的组成结构、焊点分布、焊点的操作性等，同时还需针对产品技术条件进行审核，查看文件中要求的安保焊点数目、位置、检测条件等是否工艺可行。

3.1 焊点最小间距及板厚的要求

在焊接工艺中，一个制件最少需要2个焊点去固定。一般的，焊点之间的最小间距应不小于25 mm。若产品无法满足最小间距要求，可适当地对间距进行调整，焊点之间间距不能小于10 mm。

对板材板厚进行审核时，应要求焊接层不大于3层 ，总厚度(t1+t2+t3)≤6 mm(镀锌板不大于4 mm，且避免3层焊镀锌板)。特殊情况需出现4层焊接时，应注意其总厚度需满足不大于5 mm的要求。

3.2 焊接搭接边的要求

在实际焊接作业中，熔核的直径基本在5～7 mm 之间，因此为了保证焊接质量，避免焊接时只能形成半点，一般的焊接搭接边最小设置为13 mm(在门盖总成中最小可为11 mm)。审核时，针对不同板厚(最薄板)应对应不同的搭接边宽度，如表1所示。

表1 不同板厚(最薄板)对应的不同搭接边宽度

3.3 焊点与定位孔之间的距离要求

(1)机器人焊接时：

d≥(h/2+g/2)+5 mm

(2)人工焊接时：

d≥(h/2+g/2)+10 mm

式中：h等于定位孔尺寸加6 mm，g为焊钳宽度。

焊点与定位块之间的距离要求见图6。

图6 焊点与定位块之间的距离要求

4 涂胶工艺性审核

为了保证车身的防水性、密封性以及更好的减震防噪性等，需对车身进行涂胶。车身骨架上的胶种类一般为点焊密封胶、点焊结构胶、折边胶以及各类胶片。进行涂胶审核时，需保证合理的涂胶断面的涂胶形式、涂胶间距及涂胶空间的尺寸大小。对于人工涂胶(贴胶片)的位置，需在冲压件上做明显的特征，保证现场操作简单可行，不易出错。

5 包边结构

门盖件的包边形式一般可分为一般包边、空包边、水滴包边以及尖角包边，各自形式如表2所示。

表2 各形式包边结构

5.1 包边翻边要求

门盖的各种部位(平面部位、倒角部位、棱线部位等)要求翻边长度不同。但翻边的精度须可控并稳定，一般都必须要求偏差控制在0.5 mm以内。同时为了避免门盖包边时出现包边干涉或内外板合装不易操作问题，一般的对应的门盖内板的轮廓要求距外板翻边部位间隙在1.5～2 mm之内。

5.2 翻边角度设定

进行包边工艺时，为了获得最优的包边品质，翻边的角度尤为重要，一般的车门外板翻边角度要求为90°～105°，特殊情况下最大允许到110°。依据现场经验，当超过110°时会产生明显的包边不良[2]。

车门预包边角度的设定。预包边进入角α一般设定为以下角度：

(1)一般部位的进入角：45°～55°。

(2)拐角部位的进入角：30°～45°。

6 总结

对各种工艺的焊接可行性进行分析。在前期项目开发中，依据标准的焊接工艺进行审核，使大量的问题在产品数据设计阶段就能得到预防，从而降低项目投资成本，缩短产品的开发周期。目前，车身前期的焊接工艺可行性分析在各大主机厂都得到极大的重视。

【1】杜坤，魏庆丰，赵涛，等.车身数模焊接工艺分析方法浅析[J].汽车工艺与材料,2012(3)：28-33.

【2】赵广力，陈建卫，刘义.车门包边方式及控制要点分析[J].汽车工艺与材料,2013(10)：45-49.

White Body Data Model Audit Welding Procedure Specification

ZHANG Han1,2,ZANG Wei1,2,WEI Pu1,2,ZHAO Xiaowei1,2

(1.Research & Development Center of Great Wall Motor Company, Baoding Hebei 071000,China; 2.Automotive Engineering Technical Center of Hebei, Baoding Hebei 071000,China)

White body data model audit is an important content in the research and development work of welding technology. In development design stage of new models, white body data model was fully reviewed to identify the problems in welding lap and cooperation, orientation, welding, coating process, package and other important features in advance.Then the investment cost, tooling development and debugging problems after the late vehicles into factory would be greatly reduced.

White body; Welding process; Data model; Technology audit

2016-09-27

张涵(1990—)，男，本科，助理工程师，主要从事于车身焊接工艺研究。E-mail：1074884782@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.02.016

U463.82

A

1674-1986(2017)02-060-04