焊接與汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)

1、焊接與車(chē)身結(jié)構(gòu)作為汽車(chē)車(chē)身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與焊接之間是相輔相成的， 好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在滿(mǎn)足強(qiáng)度和功能的基礎(chǔ)上， 焊接工藝相對(duì)簡(jiǎn)單， 實(shí)施較為容易， 而車(chē)身結(jié)構(gòu)又與裝配關(guān)系息息相關(guān)， 目前我們?cè)谇捌谕焦こ?中針對(duì)產(chǎn)品本身主要需處理的兩大類(lèi)工作： 一為車(chē)身裝配關(guān)系， 二為車(chē)身焊接工藝性。 車(chē)身裝配關(guān) 系關(guān)系到生產(chǎn)線(xiàn)的長(zhǎng)度、生產(chǎn)組織方式，物流儲(chǔ)運(yùn)等，以下重點(diǎn)就車(chē)身結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系作一描述。一 車(chē)身結(jié)構(gòu)從車(chē)身結(jié)構(gòu)上劃分，車(chē)身分承載式車(chē)身、半承載式車(chē)身、非承載式車(chē)身三類(lèi)。第一類(lèi)：非承載式車(chē)身卡車(chē)、大中型客車(chē)、 越野車(chē)等車(chē)身通常采用非承載式車(chē)身，有獨(dú)立的車(chē)架，車(chē)架與車(chē)身之間通 過(guò)裝配形式連接。車(chē)架部分采用鉚接、弧焊

2、、電阻點(diǎn)焊方式連接的都有，弧焊方式居多，并且單獨(dú) 進(jìn)行涂裝， 而后在總裝與車(chē)身相互連接； 而車(chē)身本體部分因車(chē)型相異而截然不同， 客車(chē)多為骨架蒙 皮式， 由車(chē)身骨架加上外覆蓋件組成， 因而采用電阻點(diǎn)焊鉚接方式的居多， 卡車(chē)由駕駛艙和車(chē)廂 組成，駕駛艙多采用電阻點(diǎn)焊方式， 車(chē)廂采用電阻點(diǎn)焊弧焊的連接方式，越野車(chē)類(lèi)似于轎車(chē)， 車(chē) 身本體由各塊裝焊，多采用電阻點(diǎn)焊，如現(xiàn)規(guī)劃中的 P11 車(chē)型，屬于越野車(chē)。第二類(lèi)：承載式車(chē)身轎車(chē)（專(zhuān)指乘用車(chē)） 車(chē)身通常為承載式車(chē)身，沒(méi)有獨(dú)立的車(chē)架，懸架裝置直接裝配于車(chē)身輪罩 上，如現(xiàn)生產(chǎn)的 A11 、B11 、規(guī)劃中的 M11 、B12 等車(chē)型，車(chē)身在總拼時(shí)按照模塊化生

3、產(chǎn)一般包 括側(cè)圍、地板、頂蓋、后圍等，因車(chē)型的不同，在局部構(gòu)成上有較大區(qū)別，在焊接方式上大都采用 電阻點(diǎn)焊，零星位置采用弧焊。第三類(lèi)：半承載式車(chē)身半承載式車(chē)身介于承載與非承載之間， 一般在車(chē)身后半部有單獨(dú)的車(chē)架構(gòu)成， 但與承載式車(chē)身 不同的是， 此車(chē)架在焊裝即與車(chē)身焊接形成一個(gè)整體， 隨著汽車(chē)設(shè)計(jì)的發(fā)展， 有無(wú)單獨(dú)的車(chē)架概念 已越來(lái)越模糊， 但是否為半承載式的一個(gè)根本性的標(biāo)準(zhǔn)， 是判斷后部懸架裝置是裝配在輪罩上還是 車(chē)架上，小型客車(chē)、面包車(chē)、 SUV 、MPV 通常為半承載式車(chē)身，如規(guī)劃中的 A18 、B13 等車(chē)型， 其模塊化組成與承載式轎車(chē)基本相同，焊接方式大都采用電阻點(diǎn)焊，零星位置采用弧

4、焊連接。二 車(chē)身裝焊組成除卡車(chē)、大中型客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)組成迥然、 其它類(lèi)型車(chē)如面包車(chē)、小型客車(chē)、轎車(chē)、SUV、MPV、 越野車(chē)等在車(chē)身本體（不包含車(chē)架）組成上小異，作為一些大的焊接總成組焊原則，如車(chē)身總成、 地板總成因大都采用流水線(xiàn)生產(chǎn)輸送方式， 為達(dá)到柔性好、共用性強(qiáng)、投資小的目的， 要求在這些 總成工位盡可能實(shí)現(xiàn)一次裝焊、分步焊接，零件上線(xiàn)工位盡可能少。以下主要就轎車(chē)車(chē)身裝焊各模塊組成做一介紹。1 、 車(chē)身總成 通常車(chē)身總成由側(cè)圍總成、地板總成、頂蓋總成、后圍總成、包裹架總成等共五塊構(gòu)成，再增 焊部分小件（如前圍左右加強(qiáng)件） ，但因?yàn)楦鬈?chē)型的設(shè)計(jì)不同而相異。A 、包裹架總成（焊接件）越野車(chē)、兩

5、廂車(chē)、艙背式三廂車(chē)、SUV、小型客車(chē)、面包車(chē)、MPV就沒(méi)有包裹架總成，只有 傳統(tǒng)的三廂車(chē)有包裹架總成。B、后圍總成部分車(chē)型后圍總成與車(chē)身下部聯(lián)成一體。C、頂蓋總成頂蓋總成上線(xiàn)分兩種形式，一種為分步上線(xiàn)，即頂蓋前橫梁、 后橫梁先與車(chē)身焊接，而后頂蓋 與車(chē)身焊接，也有所有頂蓋橫梁先與車(chē)身焊接， 再焊接頂蓋的形式；另一種為整體上線(xiàn)，頂蓋與橫 梁形成一個(gè)整體， 再與車(chē)身焊接， 采用此方式通常側(cè)圍與頂蓋橫梁形成的空腔的焊點(diǎn)很難處理， 因 為頂蓋不能開(kāi)焊接工藝孔， 而橫梁開(kāi)焊接工藝孔對(duì)強(qiáng)度影響較大， 且焊接困難， 部分車(chē)型采用 CO2 焊連接，也有采用螺栓連接的， 但對(duì)此處強(qiáng)度都有損失，隨著國(guó)家法規(guī)的加強(qiáng)

6、， 越來(lái)越多的車(chē)型拋 棄了頂蓋模塊化生產(chǎn)方式，而采用第一種焊接上線(xiàn)方式。D、空氣盒總成空氣盒總成在日系車(chē)中習(xí)慣于在車(chē)身總成位置焊接，有很多車(chē)型也把它放在發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成焊 接，越來(lái)越多的事實(shí)表明，將空氣盒總成放在車(chē)身總成上焊接， 空氣盒的高低、前后位置精度較差， 隨之影響發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、前翼子板的裝配，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、前翼子板的面差影響突出，類(lèi)似車(chē)型有B11、BLUEBIRD，后續(xù)調(diào)整工作量較大。E、側(cè)圍總成側(cè)圍總成大都采用整體上線(xiàn)，即側(cè)圍、外板合成一個(gè)整體，但也有部分車(chē)型側(cè)圍、外板在車(chē)身總成上分步上線(xiàn)，同時(shí)頂蓋橫梁配合與側(cè)圍板先共同焊接， 這種上線(xiàn)方式單純的從焊接實(shí)現(xiàn)角度考 慮，較容易實(shí)現(xiàn)，但需在車(chē)身總成

7、部位設(shè)置兩套大型夾具，而且板的強(qiáng)度問(wèn)題也值得商榷，在模塊化生產(chǎn)的道路上，只要不是強(qiáng)度及功能的必須要求，生產(chǎn)組織方式會(huì)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單，因此側(cè)圍分 步上線(xiàn)方案被逐漸摒棄。IF、地板總成圖1地板總成是車(chē)身總成的一個(gè)基礎(chǔ)，承載式轎車(chē)地板多采用圖1結(jié)構(gòu)，半承載式轎車(chē)地板多采用圖2結(jié)構(gòu)，因此相對(duì)圖1車(chē)身底盤(pán)較低，圖2圖2底牌較高，若按此兩種車(chē)型共線(xiàn)生產(chǎn)，共線(xiàn)生產(chǎn)困難較大，投資較大。為滿(mǎn)足節(jié)拍的要求，很多車(chē)型在車(chē)身組焊前都設(shè)置預(yù)裝工位，以減少夾具的投入，提高生產(chǎn)效率，因此在車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，側(cè)圍與地板的搭接，前、后頂橫梁與側(cè)圍的搭接都要增加相應(yīng)的搭扣 設(shè)計(jì)，當(dāng)然應(yīng)結(jié)構(gòu)需要，也可采用孔配合、銷(xiāo)連接的支撐連接設(shè)計(jì)

8、。2、側(cè)圍模塊A、側(cè)圍總成側(cè)圍總成由側(cè)圍板、側(cè)圍外板、后輪罩三大部分組成，在此模塊組成變化最大的是后輪罩，依車(chē)型不同，裝配順序也不同，主要有三種裝焊方式，其一是：后輪罩與地板焊接組成，后外輪罩與 側(cè)圍合成側(cè)圍總成，再進(jìn)行組焊；其二是：后、外輪罩形成輪罩總成，與地板焊接形成總成，側(cè)圍 部分沒(méi)有后輪罩；其三是：后外輪罩形成輪罩總成，與側(cè)圍連接，而地板總成上沒(méi)有后輪罩，在這 三種方式中，半承載式車(chē)身（MPV、SUV、輕型客車(chē)等）采用方式一的居多，焊接實(shí)現(xiàn)難度低； 承載式與非承載式車(chē)身采用第二、 第三種方式的都有， 采用方式二焊接實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易， 而采用方式 三焊接實(shí)現(xiàn)難度較高，勞動(dòng)強(qiáng)度大， 通常采用機(jī)

9、器人焊接，較方式二后懸位置精度相對(duì)要低， 后風(fēng) 窗框尺寸控制要好。B、側(cè)圍板總成側(cè)圍板總成的形成有兩種方案， 一種為形成一個(gè)側(cè)圍板總成整體， 另一種是側(cè)圍板分塊， 形成 后輪罩總成、前門(mén)框加強(qiáng)板（包括 A柱、B柱鉸鏈加強(qiáng)板）、側(cè)圍蓋板（包括B柱板、前后門(mén)框上 板）三塊，依節(jié)拍要求在側(cè)圍總成上分步上線(xiàn)，兩種方案相比較，前一種是以側(cè)圍板、側(cè)圍外板兩 條線(xiàn)為核心集成模塊化生產(chǎn)， 再進(jìn)行拼裝， 后一種是以側(cè)圍外板一條線(xiàn)為核心集成模塊化生產(chǎn)， 生 產(chǎn)組織方式相對(duì)簡(jiǎn)單，但覆蓋件工藝流程較方案一增長(zhǎng)，為解決此矛盾，以及降低操作難度，前、 后門(mén)框一圈的焊點(diǎn)在側(cè)圍總成上進(jìn)行點(diǎn)定，在車(chē)身合裝主線(xiàn)上補(bǔ)焊實(shí)現(xiàn)，減少外

10、覆蓋件工藝流程， 所以后一種方案已越來(lái)越多被汽車(chē)廠(chǎng)家所采用。3 、 地板模塊地板總成由發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成、前地板總成、后地板總成三大塊組成， 另增焊門(mén)檻等件，而半承載 式車(chē)身與有、無(wú)承載式車(chē)身在裝焊組成上有明顯區(qū)別。非承載式車(chē)身地板相對(duì)承載式要簡(jiǎn)單的多， 但均可以按照三大塊組成來(lái)進(jìn)行組焊， 在裝配搭接 順序上，發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成、后地板總成先裝配，而后裝配前地板總成。A、發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成由前縱梁前輪罩的合件、 前擋板總成、 散熱器支架總成、 空氣盒總成四個(gè)部分 組成，除空氣盒總成是在發(fā)動(dòng)機(jī)艙工位還是在車(chē)身總成工位焊接， 其余部分在各車(chē)型中基本上是完 全一致的，關(guān)于空氣盒總成焊接工位變化的影響在車(chē)身

11、總成分析中已說(shuō)明，不再贅述。B、前地板總成前地板總成由中縱梁、道、前地板面板及座椅支架等組成。C、后地板總成后地板總成由后縱梁、后地板面板總成，部分車(chē)型根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)需要增焊后輪罩、后圍板總成但隨著汽車(chē)法規(guī)強(qiáng)度越來(lái)越嚴(yán)格的要求， 在縱梁搭接位置增加了加強(qiáng)板設(shè)計(jì)， 于是三大塊搭接 縫焊接處理變得更加困難， 在結(jié)構(gòu)分塊上中縱梁從前地板總成中分離出來(lái)， 發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成、 后地板 總成、中縱梁及其加強(qiáng)板焊接形成車(chē)身下部骨架，再焊接前地板面板、門(mén)檻等零件。半承載式車(chē)身地板根據(jù)有無(wú)側(cè)滑門(mén)（或者說(shuō)有無(wú)踏步板）而區(qū)分， 是形成前、后地板總成還是 前、后車(chē)架（包括后圍總成） ，從強(qiáng)度設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，踏步板位于前、后車(chē)架

12、搭接縫中間，在地板 面板之下，與車(chē)身骨架相連， 因此有側(cè)滑門(mén)半承載式車(chē)身下部裝焊順序?yàn)椋?發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成與后車(chē)架、 前車(chē)架拼合成車(chē)身下部骨架，再依次焊接踏步板總成，前、后地板面板、門(mén)檻總成和后輪罩，因此 焊接工位數(shù)量相對(duì)要多，零件上線(xiàn)工位相對(duì)要多，車(chē)身下部焊接線(xiàn)相對(duì)要長(zhǎng)。而無(wú)側(cè)滑門(mén)半承載式車(chē)身，車(chē)身裝焊順序可按有側(cè)滑門(mén)形式進(jìn)行，也可按非承載式車(chē)身進(jìn)行， 要根據(jù)所在的生產(chǎn)線(xiàn)和車(chē)身地板結(jié)構(gòu)具體分析。4 、 “四門(mén)兩蓋” 根據(jù)車(chē)型的不同，外裝覆蓋件部分所含容也不同，包括發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、前翼子板、前門(mén)、后門(mén)、側(cè) 滑門(mén)、尾門(mén)、尾箱等，采用的裝焊方式基本為：點(diǎn)焊一包邊一點(diǎn)焊（或弧焊）一裝配，但為減少外 板件的焊接

13、、儲(chǔ)運(yùn)、 裝配工程中的磕碰傷，應(yīng)盡可能減少外覆蓋件的工藝流程， 外覆蓋件的最短工 藝流程為包邊一裝配，一般外板件的工藝流程不能超過(guò)四道工序（包括凸焊、夾具上點(diǎn)焊、弧焊、 裝配），最好控制在三道或三道工序以，避免大型板件（極限尺寸超過(guò) 1m ）凸焊。三 車(chē)身焊接1、 車(chē)身焊接的難點(diǎn)位置A 、前擋板與前地板搭接處由于沖壓不能實(shí)現(xiàn)搭接處前擋板結(jié)構(gòu)深度要求， 且此處需要加強(qiáng)， 因此導(dǎo)致了該位置人工點(diǎn)焊 較為困難。B、后輪罩與后地板搭接處此處搭接縫隙大、零件材料厚，連接強(qiáng)度要求高，受空間限制，人工點(diǎn)焊實(shí)現(xiàn)困難。C、側(cè)滑門(mén)上滑軌上方頂蓋與側(cè)圍搭接處此處受上滑軌零件遮擋，焊接空間狹小，無(wú)論是人工焊接，還是機(jī)

14、械焊接，難以實(shí)現(xiàn)。D、后頂橫梁與側(cè)圍搭接處由于搭接零件較多，焊接空間受限，點(diǎn)焊實(shí)現(xiàn)困難，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)三層以上板料搭接。A、B兩處可通過(guò)機(jī)器人焊接，降低焊接強(qiáng)度，需要考慮焊鉗進(jìn)出空間，還要避免與夾具干涉;C、D兩處必須在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)改善，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊要求。2、車(chē)身點(diǎn)焊的板厚、搭接要求A、板厚要求搭接形式材料單層料厚要求合計(jì)料厚要求兩層板搭接全為鍍鋅鋼板最薄板1.8mm以全為低碳鋼板最薄板2.0mm以三層板搭接全為鍍鋅鋼板3.6mm 以全為低碳鋼板5.4mm 以?xún)扇龑影宕罱幼詈癜?.4mm以三層以上搭接不允許>440MPa高強(qiáng)度鋼板以雙面鍍鋅鋼板計(jì)，超出以上圍的鋼板搭接，要求采用固定點(diǎn)焊或弧焊 連接

15、實(shí)現(xiàn)。B、三層板搭接順序要求No.搭接狀態(tài)說(shuō)明料厚要求1薄板在中間，厚板在兩側(cè)1、最薄料厚：最厚料厚1 : 32厚板在中間，薄板在兩側(cè)2、側(cè)邊最薄料厚：其余兩料厚3薄板、厚板按順序疊加之和1 : 4考慮到三層板搭接點(diǎn)焊過(guò)程中焊核偏移對(duì)焊接質(zhì)量的影響，在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量采用搭接形式3、弧焊要求弧焊每段焊縫長(zhǎng)度控制在20mm以，要求盡可能實(shí)現(xiàn)塞焊連接形式，在相應(yīng)零件上開(kāi)圓孔或 橢圓孔，不可采用長(zhǎng)距離、不間斷弧焊連接，以防止焊接后翹曲、變形。為減少零件變形，車(chē)身外覆蓋件弧焊，車(chē)身 A級(jí)、B級(jí)面弧焊均采用MIG氬弧銅焊形式?；『负附游恢貌豢稍O(shè)計(jì)在板厚小于 0.8mm以下零件處，以防止焊接熔穿。4、螺母凸

16、焊板厚要求由于凸焊螺母為標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)，螺母凸臺(tái)大小固定，不能隨零件板厚而進(jìn)行選擇，為保證螺母凸 焊質(zhì)量，因此對(duì)凸焊螺母大小與所焊零件料厚對(duì)應(yīng)關(guān)系做以下規(guī)定：凸焊螺母直徑M5M6M8M10>M12對(duì)應(yīng)零件料厚泊.0佔(zhàn).2S202.5建議采用弧焊四車(chē)身定位1、定位孔大小要求孔位置孔位大小車(chē)身底板主定位孔30側(cè)圍主定位孔30 （前）、16 （后）其它定位孔20、16、12、10、8、6、5排液孔50、20、102、 零件定位形式零件基本定位形式采用圓孔+橢圓孔的定位形式， 所用定位銷(xiāo)采用圓銷(xiāo)，零件定位孔所在面需為平面設(shè)計(jì)，不可在曲面上，切要考慮定位支撐強(qiáng)度凸焊螺母、螺釘對(duì)應(yīng)零件孔徑和凸焊平臺(tái)要求

17、對(duì)應(yīng)零件孔徑凸焊平臺(tái)形式凸焊平臺(tái)大小凸焊螺母螺母直徑+1.0廠(chǎng)A >3011A >20|_凸焊螺釘螺釘直徑+0.5A >3041A >20螺柱焊JILA >30五車(chē)身裝配基本工藝流程1、普通轎車(chē)A、車(chē)身裝配（調(diào)整線(xiàn)）檢查、下線(xiàn)J鈑金修整.前門(mén)裝配J油漆件懸掛CO2焊小件裝配.后門(mén)裝配前門(mén)35尾箱前翼子板_機(jī)罩裝配機(jī)罩一rfi子配裝配B、車(chē)身總成裝焊后門(mén)2134561若結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度允許，頂蓋與前后頂橫梁合成一個(gè)整體上線(xiàn)也可以，作為兩廂車(chē)和微面等，不含包裹架總成，頂梁先與車(chē)身焊接為宜C、車(chē)身下部裝焊1234發(fā)動(dòng)機(jī)艙后地板前地板134門(mén)檻若確實(shí)因結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度無(wú) 法滿(mǎn)足要求，中縱梁及 其加強(qiáng)板先與發(fā)動(dòng)機(jī) 艙、后地板焊接，之后再焊接前地板面板D、發(fā)動(dòng)機(jī)艙裝焊1前擋板下連接板 前擋板上連接板部分散熱器支架采用 裝配形式，此處不需 要焊接E、前地板裝焊123座椅支架呈耳中縱梁加強(qiáng)板因結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足 要求，中縱梁及其加強(qiáng) 板可以挪至車(chē)身下部進(jìn) 行裝焊F、后地板裝焊_|后地板骨架裝焊后地板面板裝焊補(bǔ)焊1123后輪罩、后圍裝焊橫梁后縱梁后地板前部后地板后部23