柳州柳新汽车冲压件有限公司 广西柳州 545006
摘要：近年来，我国的汽车行业得到了迅猛进展，汽车白车身作为汽车的主要组成部分，也得到了很大的发展。作为整个汽车的其他零部件载体，白车身对于焊接技术有着较高的要求，这是因为焊接质量直接影响白车身的尺寸精度，从而对汽车的整个试制及研发过程产生影响。
关键词： 白车身；焊接技术；研究进展
汽车白车身是整个汽车的其他零部件载体，作为汽车的主要组成部分，白车身在焊装生产线进行定位和拼焊成型。前道工序的冲压件通过焊装生产线的工装夹具进行定位、夹紧，再使用电阻焊技术或激光焊接技术等焊接技术，将其加工成符合工艺尺寸精度和焊接强度的白车身，因此夹具精度和焊接质量的好坏直接影响着整车的质量以及性能。
1 车身焊接工装简介
（1）焊接工装有几种分类方式：①按应用范围分：通用、专用、柔性焊接工装等。②按动力源分：手动、气动、液压、电动、磁力、真空、混全式焊接工装等。③按焊接方法分：电弧焊、电阻点焊、钎焊、特种焊工装等。
（2）结构与组成：焊接工装主要由定位器、夹紧机构、夹具体三大部分组成，有夹紧块、夹紧臂、定位块（销）、连接板、支座、气缸（根据动力源方式而定）、导向、铰链等8种基本功能部件，复杂定位单元的夹具还需要增加限位块、导轨、二层支座等功能件。在实际中会根据各种综合因素，单独或组合使用不同焊接工装夹具结构来实现白车身/零部件焊接作业。
2白车身焊接技术
2.1焊接平台
因为侧围总成比较大，因此，需要注意避免外板刮碰；特别是在补焊过程中，必须要采用特制的补焊平台，目的是保障外板的质量。在制作该平台时，其支撑需要选择不易变形的非外观面，例如，角窗、门槛、门铰链安装面等等，还要注意支撑不宜太多，避免影响焊接。
2.2地板焊接总成夹具实例
地板焊接总成是整个车身的底部平台，起到支撑和承重作用，因此在总拼工位对地板焊接总成的定位夹紧主要是底部支撑夹具的作用。根据产品图纸，地板焊接总成的 RPS 点主要分布在纵梁后部后支承座以及地板前横梁处，采用定位孔和支撑面结合的方法，通过6个Z向支撑面和4个定位销的结构对地板焊接总成底部结构进行定位，其中纵梁后部的两个定位销采用带锁钩装置的 RPS 定位销，前横梁处是两个不带锁钩装置的定位销。依据产品图纸定义的RPS点完成的总拼地板焊接总成夹具设计，实现了对地板焊接总成的产品定位，同时保证了地板焊接总成在总拼过程中的精度可靠性。进一步分析纵梁后部两个带锁钩装置的RPS定位销。由于总拼工位结构的特殊性，总拼焊接后地板焊接总成、侧围总成和前后围总成形成了封闭的腔型结构，无法在外部布置夹紧机构，不能满足地板焊接总成在Z向上夹紧固定的需求，而对Z向的固定是必不可少的，否则将会影响总拼过程中地板焊接总成的位置精度，进而影响总拼工位白车身合成的整体精度。因此，此处采用带锁钩装置的 RPS 定位销，通过定位销内部伸出的锁钩从纵梁的封闭U型腔中将该处RPS点Z向可靠夹紧，无需布置外部夹头。
2.4焊接模型阶段
2.4.1 焊接模型阶段内容
在焊接模型阶段同步工程的应用主要是对汽车白车身外观制造进行分析。该阶段同步工程分析的主要内容为：汽车白车身的分型线（外部可视构件的安装位置、结构等）、汽车白车身的车身外观（外观构件之间的间隙等）、汽车白车身模型焊接的成本和汽车模型焊接工作的可行性等。汽车白车身模型的焊接阶段中应用的同步工程，对汽车外观进行了评估，其中包括汽车的整体线性设计的流畅性。此外，汽车白车身焊接模型阶段承担着整个汽车车身内部空间的构建任务，影响着汽车整体轮廓的呈现，应用同步工程理念能对模型焊接的成本进行大致的了解。
2.4.2 焊接模型阶段要点
在焊接汽车模型阶段应用同步工程，应先对汽车白车身的断面形式进行详尽的分析，了解汽车内部构件的位置，分析汽车内部构件位置是否对汽车模型的焊接存在干涉和影响，以合理配置模型焊接的区域。此外，应选择合适的焊接设备，避免由于焊钳的深度过大破坏汽车内部构件，对汽车的整体性能产生不良影响。利用同步工程理念对汽车白车身焊接模型阶段进行分析，应打开汽车的 CAS 系统，对汽车内部构件进行全面的了解，将汽车的断面数据导入并与汽车模型方案进行对比，找到冲突点，进行及时的调整。
2.5 焊接飞溅的控制要素
焊接飞溅是在焊接过程中产生的焊接不良。焊接飞溅主要危害有：
1、影响整车外观品质,增加打磨工时；
2、严重飞溅恶化焊接品质；
3、污染设备，产生火灾隐患；
4、影响车间环境卫生，职业健康；
在生产节拍允许的情况下，采用小电流、长时间的软规范能有效改善焊接质量，减少焊接飞溅。对于焊接飞溅原因的排查和优化，可以从焊枪修磨、示教确认、板件搭接、参数优化、精度维持这五个方面着手。
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以机器人焊接电极头为例，焊钳电极头与板件垂直度及电极对中度要定期检查。通常在示教程序调试阶段，就要求对每个焊点进行 100% 的焊钳与钣金件垂直度的检查。一般情况下，要求垂直度角度为90±5°，上下电极头对中度偏差＜1mm。对于伺服焊钳，还应当增加静电极头与钣金贴合度检查，保证静电极臂侧的电极头与钣金贴合，气动焊钳则不需检查。
为减少边缘焊点导致的焊接飞溅，还需要定期开展全车焊点外观质量检查，对边缘焊点进行预防和控制，及时纠正边缘焊点的位置。
对于零件精度和车身精度的检查和控制，要求定期开展零件精度和车身精度的测量，特别是影响焊接打点的关键位置，避免精度波动影响焊接质量。
2.6新型白车身焊接技术
随着白车身焊接技术的不断发展，各大汽车生产厂家的白车身焊接工艺也不再局限于传统的电阻焊、二氧化碳保护焊，激光焊接、冷金属过渡焊接等新型焊接技术逐渐在各大主机厂应用。
激光焊接根据焊接工艺的不同分为激光钎焊、激光熔焊，二者的区别是激光熔焊会熔化母材，而激光钎焊只熔化填充焊丝、不熔化母材。激光焊接具有焊缝成形美观、自动化程度高、车身轻量化好等优点，可以直接用于白车身顶盖、流水槽、行李箱盖等车身可视部位。在实现密封与连接功能的同时，省去了车身外观的装饰条，降低了相应制造成本。
冷金属过渡焊接是在传统电弧焊基础上发展起来的精确控制型电弧焊方法和工艺，能够在焊丝运动和熔滴过渡之间形成一个联系，过程如下：电弧引燃，焊丝向前进给->熔滴进入熔池，电弧熄灭，电流减小->焊丝回抽使熔滴脱落，短路电流保持较小值->焊丝回复到进给状态，熔滴过渡依此过程循环往复。这个焊丝运动和熔滴过渡之间的联系使冷金属过渡焊具有热输入量小、变形小、飞溅少等特点。
结语
本文对白车身焊接工装、白车身焊接技术及应用的介绍，并结合自身经验梳理了焊接飞溅的控制要素，期望为新产品开发和量产产品的质量管控提供参考。
参考文献：
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