车身焊接过程误差产生的原因及控制分析

（2）调整或更改拼台的影响。在焊接夹具设计出来后，由 于各种原因，在拼焊零件时出现质量问题，虽然查出是零件尺 寸有问题或者几个供应商的零件尺寸不一致，但往往零件型 面复杂，不易修改模具，通常是通过调整、更改拼台来解决问 题，如果对夹具进行某些调整，只是应急，零件合格后还要还 原。但有的工程师把这临时的调整当成长期措施来执行，就造 成了拼台偏离了原设计要求，改动越多，误差越大。通常前面 改动了，影响后面，又将后面改动，不知又影响到哪个部位，这 就造成了质量问题源源不断，今天处理了老问题，明天又来了 新问题，无法根治。
FE2—— —适用于白车身及内外饰零件，可使用由模具供应 商生产的零件。评估方式为：零件拼成的整车的可接受性。
FE3—— —适用于白车身及内外饰零件，使用零件供应商按 正常生产工艺制造的零件。评估方式为：零件拼成的整车的可 接受性。
（2）FE 的工作内容。技术中心向供应商提供产品图纸、 GD&T（形位公差图）、数模，供应商根据产品图纸、GD&T（形位 公差图）、数模生产产品、设计检具，将产品、检具检测数据交 SQE（供应商质量工程师）审核，符合 FE 交货要求后，交 FE 小 组上拼台评估零件状况，如果零件之间配合良好，则零件、拼 台、设计均无问题；如果出现配合不好，则对零件、拼台用三座 标直行检测，查找原因，交 FE 小组决定是否对零件或拼台或 设计进行更改，直至问题解决。如此反复，直至 FE1、FE2、FE3 三个阶段评估完成。
车身焊接夹具是保证车身焊接精度的重要因素。 （1）焊接夹具的定位基准与产品设计基准、装配基准应重 合。这样可以消除由于基准不同而产生的尺寸误差，达到简化 装配协调关系，提高焊接夹具的装配精度。焊接夹具通常是先 按理论尺寸进行设计和制造，在生产过程中再根据实际需要 的变形量对夹具进行调整。为控制车身焊接变形，焊接夹具定 位件结构，应考虑方便调整车身焊接变形和焊接后收缩量的 变化，夹具制造精度应达到设计要求。 （2）注重夹具的调试。由于车身焊接夹具制造上的原因， 再加上零件尺寸误差的因素，在车身试生产前一般都要经过 夹具的调试，检验夹具能否保证焊接精度，夹具与零件的协调 性以及对零件匹配质量进行考核。在夹具的调试过程中，凡是 发现影响到车身的后续焊接、整车装配、整车外观质量及整车 性能的重要夹具定位销和定位块，不能轻易地调整设计精度； 实在需要调整时，应分析是否会影响车身匹配误差，车身匹配 的相关零件尺寸应保证。特别是一些车身匹配重要零件的装 配孔、装配面和工艺孔的尺寸，必须严格控制在公差范围。值 得注意的是，车身匹配的相关零件尺寸不及格，往往是由于车 身焊接时强制变形产生的。要确保车身匹配质量，车身焊接一 般不希望也不允许有较大的强制变形。 2.3 控制车身匹配焊接变形量 （1）采用电阻点焊，防止车身焊接变形。由于电阻点焊为 内部热源，冶金过程简单，且加热集中，热影响区较小，容易获 得优质接头。但是有些焊接件的组成结构较为复杂，接头形式 为开敞的，电阻点焊焊钳的可达性比 CO2 焊枪的可达性差，只 能用 CO2 焊进行焊接。 （2）采用先进焊接设备，防止车身焊接变形。国外车身焊 接一般都采用机器人焊接设备来进行车身焊接，采用机器人 焊接，不仅能使车身焊接时焊点均匀，点焊顺序稳定，而且能 提高焊接速度，实现最大限度减少车身焊接变形量。 （3）要严格按照焊接工艺防止车身焊接变形。在产品生 产的一系列过程中，都必须制订明确的焊接工艺文件，并严格 按照焊接工艺文件的要求进行控制。只有掌握汽车车身焊接 的内在变化规律，采用先进的焊接工艺，才能有效地控制汽车 车身焊接误差。 2.4 功能评估（FE） 功能评估是一个通过反复分析作出决定的过程。它提供 了一种手段，根据需要，通过工程过程来调整工程技术规范。 它通过零件总成、整车制造并根据外观和功能性能，来评估零
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件的可接受性。有关责任人必须作出最佳决定来更改产品、工 艺或技术规范，以获取顾客的满意。
（1）功能评估的适用阶段和方式。功能评估分三个阶段， 各阶段的适用范围和评估方式为：
FE1—— —仅适用于白车身重要分总成。可在模具供应商处 进行。评估方式为：在分总成检具上评估初始试模零件所拼成 的分总成的可接受性。
例如，N706 车型的前保与前围装饰条之间的间隙过大， 左右不均，主要产生的原因就是东部车身焊接拼台前延伸梁
收稿日期：2010- 0312 作者简介：童伟昌（1972—），男，广西博白人，助理工程师, 从事汽车技术质量工作和生产现场管理工作。
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固定夹具磨损严重、松动，在焊接时左右前延伸梁无法很好固 定，产生了焊接误差。经过更换新的夹具后，此问题已解决。 1.3 零件方面
关键词：车身装焊；误差分析；过程控制
中图分类号1672- 545X（2010）06- 0164- 03
车身装焊误差产生的主要因素，有产品设计、工装夹具设 计和维护、零部件尺寸稳定和人为操作过程等 4 个方面。本文 主要从产品设计、工装夹具设计和维护、零部件尺寸控制这 3 个方面进行阐述，并结合上汽通用五菱汽车股份有限公司的 实际情况进行具体分析。
2 焊接误差的控制分析
通过上述对影响装焊质量的主要原因分析可知，我们开 发新产品，在正式投产前，必须把影响焊接质量的因素降低到 最低限度，使白车身焊接质量得到根本提高，减少在生产过程 中出现的装焊质量问题。 2.1 设计质量决定产品的固有质量
（1）确保车身设计基准与工艺基准的一致性。根据定位 基准传递一致性原则，车身设计基准应与装配基准和加工基 准重合，或者说有装配关系的车身相邻结构面应选同一设计 基准，这样有利于车身匹配焊接夹具的设计和焊接精度的保 证。汽车生产企业还必须通过分析车身结构是否有足够可进 行装配焊接的工艺基准，达到车身匹配焊接质量的稳定性。
不上
1.2 工装夹具方面 工装夹具是保证车身焊接装配精度的最重要因素。焊接
夹具的作用，是保证所属焊接零件之间的相对位置和焊接的 尺寸精度，减少焊接过程中的变形，提高生产效率。焊接夹具 主要由定位装置、夹紧装置以及夹具底座构成，零件放置、装 夹（定位和夹紧）、焊接和取出构成了整个焊接的过程。在焊接 夹具调整、使用和维护等各个环节，都存在产生误差的因素。
（1）夹紧方式的影响。零件的夹紧方式，一般采用气动夹 紧和手动夹紧两种。采用气动夹具，生产效率高，避免因夹不 到位或漏夹而造成焊接的误差大；手动夹紧效率低，仅适用于 用于一些辅助的夹紧。但在汽车生产企业里，采用手动夹紧的 焊接夹具还很多，而且夹具失效、废弃不用的现象也普遍存 在。在装夹过程中，夹紧的顺序很重要，一般是下面的零件先
例如，LZW1010PS 车型的左、右后立柱外板与左、右上边 梁外板搭接型面不合，造成搭接空离，过渡不协调；6330 车型 左、右后侧围上内板与下内之门也同样存在过渡不协调的问 题；N706 车型侧围总成与地板之间的离空，焊接后造成尾门 框变小，主要原因就是地板尺寸不合。
（2）薄板冲压件容易产生变形。由于薄板冲压件弹性大， 刚性小，尺寸稳定性差，存在一定的可变形性，即使是合格的 冲压件，在运输、操作过程中，也很容易产生变形，因此要采取 措施进行控制。更重要的是，在一些汽车生产企业里，多年来 习惯作法一直是以小救大，以厂外救厂内，经常把符合图纸的 零件改到不合格图纸，零件状态不易控制，误差更难以控制。
《装备制造技术》2010 年第 6 期
型门框与门的匹配效果非常理想：间隙小，均匀，没有形成段 差。而 PN 系列的车型则采用的是分块焊接而成的前后门框和 侧围总成，门与门框匹配的效果很差，间隙大，不均匀，从而产 生产另外的质量问题：门框处易漏水。
（3）合理考虑车身匹配焊接方法。在满足产品结构性能 的前提下，产品设计中应尽量降低板厚，焊接的接头设计尽量 采用电阻点焊方法，以减少焊接变形，且接头的设计要有利于 焊接操作。在满足结构形状刚度和强度的前提下，使焊接点数 量降到最少，以减少焊接变形。 2.2 车身焊接夹具的设计和制造质量
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车身焊接过程误差产生的原因及控制分析
童伟昌
（上汽通用五菱汽车股份有限公司 整车制造部，广西 柳州 545005）
摘 要：阐述了汽车车身装焊质量的控制是整车制造过程的重要环节，直接决定整车产品的质量及性能，为了保证良好的车身装焊质 量，提出必须从产品开发、工装的设计和制造、工艺的规划、工装的使用和维护、现场技术问题的控制、工人的操作以及零部件的尺寸 稳定控制等一系列环节，进行综合的过程控制。
（2）尽量采用整体冲压件。在冲压工艺的允许情况下，应 尽可能减少车身零件的分块，特别是对不容易保证结构尺寸 或尺寸要求较高的结构零件，要尽量采用整体冲压件，如整体 门框、侧围及前风窗框等零件，以减少车身匹配时的装配误差 和焊接变形。此外，冲压件的结构和形面设计，装配孔和工艺 孔的安排布置及焊接的接头设计也要合理，这样才能很好地 进行车身匹配时的定位焊接，从而减少车身匹配焊接误差。例 如：SPARK、N200 车型前后门框及侧围采用了整体设计，零件 简洁明了，没有小零件的配合，直接冲压成形，整个零件没有 焊接，也就没有了焊接误差，而且就整车匹配来看，这两种车
1 白车身装焊误差产生的原因分析
1.1 产品设计方面 目前，五菱公司的很多分总成零件，都是由不同的零件拼
焊而成（如表 1 所列）。由于这些零件自身的制造误差、拼台误 差等难以避免，就造成装配过程中出现更大的叠加误差。另外， 过于复杂的结构和型面设计，也是误差产生的一个重要原因。
表 1 由零件拼焊而成的总成零件实例表
（1）零 件 尺 寸 不 合 格 ，是 造 成 焊 接 误 差 的 一 个 重 要 的 原 因。所谓零件尺寸不合格，是指零件尺寸不符合要求，即通常 说的零件尺寸偏差。零件的尺寸误差，主要取决于冲压模具的 设计和制造水平。在有些情况下，零件的某些尺寸误差对焊接 所造成的影响，也可以通过调整夹具来控制。但在很多情况 下，零件尺寸不合格，特别是主要尺寸不合格，都会产生大的 焊接误差。主要表现为零件无法与其他零件搭接贴合、过渡协 调，从而造成无法焊接；有些虽然不影响在夹具上焊接，但由 于零件之间不协调，虽然在夹具较大的压紧力作用下强行贴 合、强制点焊在一起了，但由于产生了较大的强制变形，从而 产生焊接误差。