汽车白车身焊接总拼技术分析
现代汽车白车身焊接工艺详解
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设备对设计的约束
避免与焊机干涉； a要小于500mm； b要小于190mm； c要不小于20mm； d要小于150mm ； e要不小于60mm; f要不小于20mm；
设备对设计的约束
对应零件孔径
凸焊形式
尺寸要求
焊接方 螺母公称直径 螺母 +1.0
• 局部小加强板： • 周圈四点均布。
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电阻焊的特点
• 电阻热： Q=I2Rt
• 电阻焊的优点 ：
• 1.加热时间短，热量集中，所以热影 响区小，钢板变形也小，通常在焊后 不必校正和热处理。
• 2.不需要焊丝、焊条等填充金属，以 及氧气、乙炔、氩气等焊接辅助材料
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电阻焊的特点
点焊能否实现
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选择合适的焊接工具
• 焊钳共有两种型式： • X型焊钳、C型焊钳 •
这种形式选C型焊钳
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焊点强度检验方法
• 扭转和劈开两种
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二氧化碳气体保护焊
• 二氧化碳气体保护焊 :是以CO2气体作为保 护介质，利用焊丝与工件之间产生的电弧 做热源，来实现金属焊接的一种方法。
A不小于22 A不小于30
凸焊螺 螺栓公称直径+
栓
0.5
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A不小于22
A不小于30
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凸焊螺母最适宜的板厚
凸焊螺 母直径 M5 M6
M8 M10
7/16"
对应零 件料厚 δ≤1.0 δ≤1.5 δ≤2.0 δ≤2.5 δ≤2.5
211246006_一种白车身总拼焊装柔性化拼台的设计与应用
0引言在现有新车型样车试制过程中，白车身的焊接总拼的主要形式是平移式总拼［1］，主要由2个基础拼台和4个基础立柱构成。
下车体的主定位夹具单元固定在基础拼台上，左右侧围的定位夹具单元固定在4个基础立柱上，当车型不同时，需要在总拼上重新安装对应车型的定位夹具单元，在同一时段不能进行车型切换，该总拼结构形式在多车型快速切换方面存在一定弊端，总拼焊接节拍和人机工程也存在不足。
在量产焊装生产线中，总拼工位的拼台形式更加柔性化、平台化、智能化。
常用的总拼形式有翻转平移式总拼、翻转式总拼、多面体式总拼、OPEN GATE 总拼（通过堆栈法实现柔性化生产的一种总拼形式）、Geotack总拼（依靠侧围工装的切换实现同一工位的柔性化生产）、机器人总拼、内置式总拼7种［2］。
各类型总拼形式在定位精度、占地空间、投资成本、维护成本、柔性化方面各有优势和劣势。
本文结合样车试制过程中，综合考虑场地、投资成本、柔性化等方面的影响因素，自主开发了一种白车身总拼焊装柔性化拼台，可以实现高柔性化、高集成度的样车总拼自动化焊接形式，并在实际应用中取得了良好效果。
1总拼焊装柔性化拼台开发方案开发新的白车身总拼焊装柔性化拼台前，需进行柔性焊接性工艺分析，以及总结现有柔性制造经验［3］。
该拼台用于自动化焊接岛中，集成了AGV（自动导引运输车）输送、NC（位置控制）定位系统、夹具抓手、机器人&7轴导轨等系统，并能实现白车身的输送和机器人定位焊接。
为了让该总拼焊装柔性化拼台更好地用于自动化焊接岛，研究人员提前规划工艺布局，通过模拟仿真，综合分析AGV输送系统、NC 定位系统、夹具抓手系统、机器人&7轴导轨系统等集成后相互之间的位置关系、功能实现等因素，列出总拼焊装柔性化拼台功能实现存在的关键技术问题，并给出解决相关问题的方案措施。
该总拼焊装柔性化拼台可以用于样车试制多车型同步开展的自动化焊接岛中，实现在一个工位就一种白车身总拼焊装柔性化拼台的设计与应用张正举，李福贵，张惠立，谢晋全（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西新能源汽车实验室，广西柳州545007）摘要：新车型研发的样车试制阶段，白车身是通过总拼拼台工装对下车体、左右侧围等分总成合拼定位夹紧后，焊接成一个稳定、精确的车身结构。
浅析轿车白车身焊接技术
料 ，它具有较高的力学性能、导电率和较强的抗变形 能力，是目前使用最普遍的电极材料。近几年 ，国内 外开发了一种新的电极材料氧化铝弥散强化铜 ，它是
通过 粉 末冶金 工 艺加工 得到 的新材 料 ，其 常温和 高温
码 ，大大提高了设备维修的效率。
随着逆 变技 术 的不断成 熟 ， 变技术应 用 已经从 逆 弧焊 领域 扩展 到阻 焊领 域。 现在博 世公 司 、梅 达 电焊 机 公 司开 始在 国 内汽 车行 业销 售 中频逆 变 电阻焊机 ， 与传统 的工频焊 机相 比， 中频 逆 变 电阻焊机具 有焊 接
电极 力
图１ 电阻点 焊过 程
下 降８ ％ ，根 据 目前神 龙汽 车公 司 的产量 来测 算 ，每 ０
汽 车 Ｔ艺 与 材 料 Ａ ＆Ｍ Ｔ ５
２０１ ０年 第 ３期
ＡＴ ＆Ｍ 碘 界
年 节省 费用 约４ ０ 元。 ０万 国 内汽 车 厂 家 主 要 采 用铬 锆 铜 作 为点 焊 电极 材 多种不 同装 配 的焊点 。另 外 ，控 制 器具 有故 障 自诊 断 功 能 ，当设 备 出现故 障 的时候 ，控 制器 会 出现 故 障代
初级 电压 单相
汽车厂家使用。根据神龙公司的使用效果来看 ，氧化
铝 弥散 强化 铜 电极对 降低 电极粘 连 现象 效果显 著 ；但
电极帽使用寿命长的特点没有体现出来。
是 衡量 白车身质 量 的重 要指标 ，不过 影 响焊 点质 量 的 因素 比较 多 ，如 零件 装 配状 态 、钢板 镀锌状 况 、焊 点 间距 、零件 结构 、电极 对 中状 态 、焊 钳冷却 状 态 、 电 极 帽修 磨状 态 、夹具 是 否分 流、程 序 转换开 关是 否 失 效 、焊 接参 数值 是 否合理 等 。在 出现 焊接质 量 问题 时 应 从 多方面 分析 。 目前 ， 国 内汽 车 厂 家 生 产 白车 身普 遍 采用 低 碳 钢 薄板 。低 碳钢 的焊 接 性能 良好 ，不 需要特 殊 的焊接 工 艺就 可 以得到 良好 的焊 接质 量 。为 了提 高汽车பைடு நூலகம்防腐
白车身柔性总拼焊接系统介绍
背景简述随着汽车工业及汽车装备制造业的深入开展，智能、柔性、高效、高精、自动化已成为汽车装备业开展的主流方向。
同时，随着我国汽车生产规模的快速开展，市场竞争全球化，顾客和市场需求多样化、个性化开展，汽车业由传统的单品种、大批量生产方式向多品种、中小批量及“变种变量〞的生产方式过渡，以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的生产方式转变，因此各整车企业与集成商均在积极开发和推广能够大幅降低投资本钱，提高生产效率的柔性生产解决方案。
白车身柔性总拼焊接系统其主要功能是实现多种不同白车身产品的地板总成、左/右侧围总成及顶盖总成等主要车身总成零部件的组合焊接，是实现白车身柔性生产的核心装备。
目前国各大主流合资品牌汽车厂均已根本实现多种车型共线柔性生产的生产模式，并拥有其标准模式的柔性总拼系统或固定的供应商合作伙伴。
如丰田、本田、日产及群众、现代等主流跨国企业都拥有自主开发的全球标准柔性总拼系统。
其他主要外资汽车公司如通用、标致、菲亚特等也拥有比较固定的总拼系统装备供应商。
自主品牌汽车企业由于产品竞争剧烈，单一车型产品销量有限，需要多产品竞争，更需要综合考虑投资与效率，其在生产模式上也逐渐向柔性化制造方向开展。
然而，由于国汽车装备企业起步较晚，缺少自主的核心开发与设计企业，主要在中低端市场领域竞争，目前国应用的白车身柔性总拼焊接系统及激光焊接系统、核心输送系统等高端装备都是由外资主流集成商提供，基于上述现状，明珞汽车装备(以下简称“明珞装备〞)开发了完全具有自主知识产权的国际领先水平的白车身柔性总拼焊接系统。
最优的白车身柔性总拼焊接系统的定义综合当前各主要柔性总拼焊接系统的综合因素及汽车白车身柔性制造的需要，最优的柔性总拼焊接系统应包括以下特点：满足从单一车型到多车型共线生产(4车型、6车型或者更多车型)满足从单一平台到多平台车型共线生产(2平台、4平台或者更多平台)满足从A0级车型到C级、D级车型共线生产，对车型产品没有特殊限制满足批量生产、随机生产等各种生产方式能适应低生产节拍到高生产节拍(60JPH)的需要高的生产效率(系统有效生产工作时间多，传输切换等辅助时间少)模块化设计，可靠性高，故障率低，便于维修保养新车型投入方便，系统扩展性好高的质量保证(尽可能的多完成定位点焊接、设备刚性高、精度好)尽量小的占地空间，并且对场地没有特殊限制(高度、地坑等)设备投资本钱低，或综合本钱低明珞装备的白车身柔性总拼焊接系统综合考虑了以上各因素，相对当前各外资主流集成商的总拼焊接系统，具有明显的综合优势。
白车身柔性总拼技术研究及在焊装生产线中的应用
110AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺白车身柔性总拼技术研究及在焊装生产线中的应用刘大顺 邵珊珊浙江吉利汽车实业有限公司 浙江省慈溪市 315336摘 要： 白车身总拼是指将左右侧围、下车体等分总成拼合后，焊接成为一个精确、稳定的车身结构。
柔性化总拼技术能够解决产品多样性、快速替换性的难题，给汽车制造业带来巨大的经济效益。
本文介绍了几种主流的柔性总拼方式的形式、原理、特点等，为白车身焊装生产线中最重要的环节提供多元化解决方案。
关键词：白车身；焊装；柔性化；总拼；车型切换当今汽车市场竞争日趋激烈、车型更新换代速度越来越快，消费者对产品多样化、个性化也有越来越高的追求。
为顺应这一趋势，缩短车型开发周期、降低投产制造成本，柔性化生产日益凸显其重要性。
焊装是汽车制造中重要的一道工序，白车身总拼工位又是焊装车间内最复杂、最重要、也最容易成为生产瓶颈的工位，本文研究的正是这重中之重。
汽车柔性化生产是指在同一条生产线上能够兼容多种车型、并根据订单或生产计划即时切换。
本文所述的随机切换，是指可任意切换车型的完全混线生产，切换时间损失不影响产能输出；而批量切换是指每种车型生产一定批量后才允许切换其他车型，车型切换的时间损失均摊到每个工艺循环节拍内，仍能达成目标产能。
根据车身结构设计特点，白车身主拼通常分为单主拼和双主拼两种形式。
单主拼是指对车身下部总成、左/右侧围总成、衣帽板、顶盖横梁等进行精确定位，在一个工位焊接后，使其成为一个稳定的白车身，见图1。
双主拼是指白车身总成需要两次主拼，侧围分为侧围内板总成和侧围外板总成，第一次主拼将车身下部总成、左/右侧围内板总成、衣帽板、顶盖横梁等焊合，第二次主拼再拼合侧围外板总成，见图2。
双主拼形式有诸多优势：其一，因侧围内部结构分两次上件、焊接，故可减少车身上CO2焊缝数量，增强车身结构性能；第二，可减少侧围外板转运过程导致的表面缺陷；第三，可减少尺寸链，侧围外板焊接匹配面精度高（顶盖激光焊缝位置）。
精选焊装白车身工艺分析标准
3.焊点布置基本规范
3.1、应用范围 车身点焊连接 3.2、点距及数量要求。
长、直焊缝焊点间距要求一般在50～80mm之间，局部强度要求较低的位置，如车门外板加强板与门外板的搭接点焊，距离可增大至100mm；螺母板及部分小件需要在较小的平面内达到连接强度要求，焊点可依实际情况增加，点距相应缩短。
前挡板总成
二、CO2焊技术要求
图3，弧焊搭接方式即为图2中b图所列，焊接质量无法保证；
图4，弧焊为对接结构，对接间隙和弧焊质量都难以保证；
S16-5301501
S16-5301411
弧焊
图4 弧焊对接结构
二、CO2焊技术要求
弧焊位置尽可能避免与点焊工序交错实施，要求车身弧焊能集中在车身骨架完成后的补焊工位一次完成，以便于烟尘处理和对其他工位、人员的弧光干扰，坚决杜绝下部车身拼焊及车身骨架拼焊工序间穿插弧焊（对于生产率较低的软、硬顶跑车和改装车不做此强制性要求）；弧焊工序通常安排在焊接的最前和最末工序，即小零件、小分总成的弧焊和车身骨架状态的弧焊，中间工序一般不安排弧焊；
一、点焊技术要求
三层板点焊搭接顺序要求：
考虑到三层板点焊过程中焊核偏移对焊接质量的影响，在设计中尽量采用搭接形式1（薄板在中间，厚板在两侧）。
当镀锌钢板或高强钢板与低碳钢板混合焊接时，尽可能使镀锌钢板或高强钢板夹在低碳钢板之间，以增强可焊性，减少锌层对电极的污损和粘连。
1.3 搭接料厚一致性建议在同道工序，能够使用同一型号焊钳焊接的焊点，焊接料厚尽可能接近，以便于参数的统一。
二、CO2焊技术要求
图12，门铰链安装板与门铰链加强板在弧焊时，两零件之间是采用夹具压紧的，不需要预留焊接缝，图示尺寸a为0。
白车身焊接技术课件
汽车车身激光制造
汽车车身激光制造的工艺流程
激光拼焊
冲压件的激光修边（代替落料模、裁边模、冲孔模）
白车身制造工艺
白车身制造工艺
白车身左前门分总成工艺流程
工艺路线的分析
在实际的生产中，车门总成有独立的焊装线 车门结构有两种一种是框架式：车门边框，内外加强板部分和连接件焊好，再进行内外板包边点焊总体式车门：由构成总体冲压件的窗框与车门内外板、车门铰链、加强板和车门内加强板组成，再进行包边点焊
投资回收期（年）
N→生产线的计算生产纲领（包括备品率和废品率）（件/年）； I→生产线建线投资总额（元）； C→零件的制造成本（元/件）； S→零件的销售价格（元/件）。 投资回收期限T↓，经济效益↑。
（1）投资回收期应小于生产线制造装备的使用 年限；（2）投资回收期应小于该产品（零件）的预定 生产年限；（3）投资回收期≤4～6年
白车身焊接技术
电阻焊技术 （接触焊）
激光焊接
特点：单面焊接：只对一面进行焊接，可以减少材料，使车 身重量减轻，并使车身的设计更具弹性扭曲变形：于电阻焊相比，焊接的热变形区域很窄焊接速度和焊接强度：焊接速度可达5m/min，焊接强度高，提高车身的强度和刚度具有较高的柔性：可在计算机控制下焊接任意轨迹
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车门分总成工艺路线的拟定
工序时间的制定
生产节拍的计算：
N→生产线的计算生产纲领（包括备品率和废品率）；T→生产线年有效工作时间m→生产线每天工作班次k——生产线停修系数
确定节拍时间：
设工厂年产量为162000辆/年， 每年工作日为300天，三班制，生产线开动率为85%。 1）日产量：Q=162000/300= 540 台/天2）每日工作有效时间为 T=8*60*60*85%*3=73440 s3）则生产节拍 t= T/Q=73440/540 = 136 s/台4）计算各个工序所需工位数： 由N1=70/136 =0.51 同理可得 N2=0.15 N3=0.44 N4=0.15 N5=0.22 N6=0.88 由于实际生产中工位数为整数，则： N1=1， N2=1 ，N3=1， N4=1，N5=1， N6=2
全铝合金白车身焊接生产线关键工艺分析
全铝合金白车身焊接生产线关键工艺分析摘要：白车身是车身构建和覆盖件的焊接总成分。
所谓全铝合金白车身即将铝合金作为白车身的组装材料，采用相应的焊接技术进行组装生产。
铝合金在汽车制造中应用日益广泛，焊接接头是结构中薄弱部位，本文对铝合金车身的焊接工艺进行研究，以期为提高铝合金车身焊接技术，为推动我国汽车行业可持续发展提供理论基础。
关键词：全铝合金焊接；白车身；焊接生产线；关键工艺引言：传统的汽车车身多采用钢材，为实现汽车轻量化发展，选择更为合理的材料是当前的主要工作。
铝合金质量约为钢材的 1/3，是当前实现汽车轻量化的主要车身材料。
同时，铝合金材料可以回收利用，利用率高，减少资源消耗和浪费；可塑性强，能够满足复杂的结构。
1、全铝合金车身焊接存在的问题针对铝合金车身焊接工艺，需要分析铝合金车身焊接存在的问题，根据分析结果，选择合理的焊接技术。
铝合金车身主要由铝合金挤压型材、铝合金压铸件和铝合金覆盖件等构件构成。
目前，铝合金的焊接主要存在以下问题：1.1材质问题相较于传统钢材车身，铝合金车身质量小，铝合金质量、体积约为钢材的1/3，但与此同时，弹性模量较弱，约为钢材的1/3，在具有较强可塑性的同时，铝合金车身在焊接过程中易发生形变。
1.2焊接过程存在的问题铝合金车身在进行厚板焊接时，要求的温度梯度大，焊缝强度一般能达到母材强度的70%；但在进行薄板焊接时，由于要求的温度梯度小，焊缝强度一般低于母材强度的60%，造成焊缝强度的损失。
1.3焊接资源、成本问题铝合金焊接相较于传统钢材焊接的资源和成本方面，存在着培训成本高、培训难度大，劳动力短缺；同时，由于铝合金焊接受环境影响大，湿度和温度是铝合金焊接的重要影响因素，在许多环境下，为保证温度和湿度，造成的资源浪费和成本增加等问题不容忽视。
1.4焊接污染问题在进行铝合金焊接时，产生的烟尘对环境污染和劳动者健康影响也是较大的问题。
全铝合金焊接生产线关键工艺装备应用2、全铝合金车身焊接生产线关键工艺设备需求2.1全铝合金白车身焊接生产线关键工艺铝合金白车身焊接生产线布局与普通的车型车身焊接生产线相似，但工艺设备却与传统焊接线所使用的工艺设备有很大的差异，这主要是因为工艺生产方式不同。
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目录
1 概述 (1)
2 总拼形式简介 (1)
3 技术对比 (4)
1 概述
在汽车制造企业中，怎样更快地推出新的产品，更快地对旧产品更新换代，是赢得市场的关键所在。
而产品平台化是既快速又节约投资的推出新产品的主要手段，所以在生产线规划过程中我们就要考虑产品的平台化，考虑线体的柔性化。
总拼技术是柔性线体实现的关键所在，是焊装柔性线体最重要的组成部分。
在工厂中，焊装线体相比涂装、总装线体的刚性强，产品通过性差，所以如何实现焊装线体的柔性化越来越被各汽车公司关注。
2 总拼形式简介
常用总拼形式，具体如下：
1、平移式总拼(single model)
其动作顺序为：焊装线将下车体输送至总拼工位→侧围总成人工上件到夹具上→夹具平移到位→夹紧焊接。
该总拼形式具有定位精度和可靠性高，投资成本低的优势。
2、翻转平移式总拼(single model)
其动作顺序为：焊装线将下车体输送至总拼工位→侧围总成自动上件到水平状态的夹具上→夹具夹紧后翻转至垂直状态→夹具平移到位后焊接。
该总拼形式具有定位精度和可靠性高，可实现自动化上件的优势。
3.翻转式总拼(single model)
其动作顺序为：焊装线将下车体输送至总拼工位→侧围总成人工上件到倾斜状态的夹具上→夹具夹紧后翻转至垂直状态→焊接。
该总拼形式具有定位精度和可靠性高，投资成本低的优势，但操作空间小。
4.多面体式总拼
多面体式总拼是在平移式总拼的基础上通过可水平旋转的滚筒转动来实现侧围夹具的更换从而达到柔性化目的。
最多可以安装4套侧围夹具，适应4种车型的切换。
多面体总拼形式技术成熟，投资成本相对较低，焊接空间较小。
5.OPEN GATE总拼
OPEN GATE总拼是在平移式总拼的基础上通过堆栈法实现柔性化生产的一种总拼形式，只需在一个总拼工位就可以实现夹具和车型的切换，其动作顺序可参考平移式总拼。
其特点是车型可以单独调试，不影响车型正常生产；车身焊接稳定性较好，对钣金件精度要求相对较低；技术成熟度较高，后续车型增加方便；占地空间大；一次投入费用高。
6.Geotack总拼
Geotack 总拼也是依靠侧围工装的切换来实现同一工位的柔性化生产。
与OPEN GATE 的不同之处在与其侧围工装采用独立的翻转式合拼机构。
其动作顺序可参考翻转式总拼。
该总拼形式具有柔性化程度高，精度稳定以及后期车型导入对现生产影响较小的特点。
目前我公司乘用车三厂采用该总拼形式。
7.机器人总拼
机器人总拼形式中，机器人既要承担焊接工作又要承担定位工作；通过切换机器人抓具来实现不同侧围车身的总拼焊接。
主要分为三种
1.侧围为整体抓具，机器人抓取侧围后，放至总拼工位，抓具又起到夹具的作用，抓具通过锁紧装置锁死。
该形式对机器人载荷要求较高。
2.侧围抓具分为前后两个独立部分，这对于同一车型的两厢、三厢车转变及车身长度较长的车型更具灵活性。
3.侧围采用分体式总拼，侧围相同的部分采用（GATE）推进装置，不相同的部分采用机器人切换抓手。
此种形式相对侧围整体抓具的形式要求的机器人载荷较小。
8.内置式总拼
其特点是：没有传统的侧围夹具框架，整个夹具从无顶盖车身总成顶部落下，夹具夹头从车身内部夹紧。
采用内置式夹具，使焊钳比框架式夹具更易于接近焊接部位，焊接的工艺性好，并且可使点焊机器人最大限度集中，在总拼工位焊接的焊点数量多，能够有效保证车身品质。
另外内置式夹具从顶部由机械化设备吊入，在本工位二层可设置总拼夹具
库，便于切换侧围夹具，以实现柔性化，且占地面积小。
3.技术对比。