刘启宝
天津福臻工业装备有限公司 天津 300350
摘要: 伴随着人们物质生活水平的不断提高，汽车成为越来越多人生活中的必需品，生活中汽车的使用数量在不断增加。焊接作为汽车生产的主要工序，会直接对汽车的整体设计和外观产生影响。因此，为了满足当代用车人士需求，提高车身焊接工艺设计水平是汽车制造商需要重视的一项工作。
关键词：焊装工艺、柔性生产线技术
1 汽车车身的焊装工艺设计
1.1 焊装工艺的设计方法
焊装工艺的设计所遵循方法主要如下：通常车身主要采用的焊接方法为点焊焊接，电阻点焊的接头首选则为固定电焊机。一方面 ，如果车身属于比较长的情况且车身采用大零件焊接加强板、小零件、螺母板等零部件，就要选择固定焊机。另一方面，如果采用小零件进行焊接，则可以采用定位焊接的方式，只需手握夹具或用强力钳夹紧固定，就可以通过电焊机在固定点位上进行焊接，防止在焊接夹具上出现多个定位导致整个空间过于拥挤的情况，从而增加了操作的强度，降低了操作效率。
1.2焊装工艺的设计内容
车身焊接过程中焊接工艺的设计内容主要是从部分到整体的过程，焊接过程需要将零件装配焊接形成零件或组件，然后将不同的零件和组件再组合成为整体。提起车身的焊接部件构成数量，可能只有零星几个部件，甚至可能有几百个部件，从而导致复杂的车身焊接过程。因此，在焊接之前需要制定精密的焊接工艺方案，从而保证焊接结构的质量，提高焊接工作的效率。此外，编制各部件组装焊接的工艺卡，拟定具体的焊接工艺，根据所需时间确定焊接所需的设备和工艺方法，明确工艺设备的数量、自动化程度和传输线的长度，同时制定运输方案和相应的物流设计文件，都需要纳入焊装工艺的设计内容中。
1.3 柔性的生产线技术
柔性生产线技术属于一种智能自动化生产技术，它是集微电子、计算机、控制技术和信息技术于一体的一种智能自动化生产技术。该系统适用于汽车生产的过程中，它将汽车生产过程中所需的管理、计划、生产和行动实现自动化，极大地提高生产效率。该系统由一台或几台机床组成，其原理如下：若机床出现故障时，传输系统可以自动避开出现故障的机床，从而保证物料的正常运输。近年来，许多汽车制造商都开始采用这种柔性生产技术，从装入零件到从母材上切割所需要的材料，所有这些都由物流系统统一控制。此外，为了提高物流运输效率，该系统在机床控制面板上设置了清空、单机和在线状态。在系统运行过程中，零件加工或运输时，可以显示不同的工作运行情况，比如机床是否使用零件，亦或是机床在线运行还是单机运行等，然后根据系统状态发布程序指令，为降低工人的劳动强度、提高生产效率提供了极大的便利。
2 汽车车身的焊装工装设计
2.1 车身焊装的工装设计重点[1]
通常车身焊接的工艺装备主要包括以下六个方面：
一，顶盖、前后风门、开窗总成的尺寸；
二，尾灯、发动机、悬架的尺寸和位置；
三，仪表板、座椅、控制系统等内部组件的尺寸；
四，手持件搭接的位置贴合程度、位置和形状需要高度一致；
五，汽车音响的关键轮廓和尺寸符合生产要求；
六，车身总成和车门盖总成装配尺寸的控制。
2.2 车身工装的设计所遵循原则 [3]
在设计车身工艺装备的过程中，要注意以下原则。如果使用单个较小的零部件，需要采用二孔二型的夹紧定位原理，如果使用较大的零部件，在加工过程中较大的零部件通常很容易出现变形的情况，这时候需要使用型材和定位销将零部件进行固定从而控制零部件的变形。为了保证车身装备零部件的装配位置需要符合车身设计以及准确的定位，降低原始误差发生的可能性，所需工艺和夹具的定位尺寸也需要保持一致性。
该过程首先需要设计相对复杂的大尺寸零件，再设计相关的附件和尺寸较小的零件，然后将这些设计好的零件安装在夹具上进行定位。焊接夹具的定位夹紧工具具有开放式功能，使得各种装配工作程序不会相互影响，使得生产节奏达到了很大程度上的提升，每个夹紧机构和定位还需要有三维和二维可调节功能以便进行随时调整。
2.3 车身焊装工装
焊装夹具是由夹片、定位块、支架和导向支架组成的，用途为定位和和夹紧零部件，该流程属于汽车车身焊接全过程中的一道基本工序。由于目前国内汽车市场上的汽车种类与汽车型号琳琅满目，且目前汽车市场上没有统一标准的焊接夹具，所以生产出适配于不同汽车类型的焊接夹具至关重要。随着汽车工业的不断发展和完善，汽车焊接夹具也在逐渐向标准化制造靠拢，在设计焊接夹具的机械传动装置时，需要结合产品自身的特点以及汽车型号，使得设计的焊接夹具结构以及操作简便，同时还需要注意工装设计中常用的翻转架、夹具和包边模等影响因素。
2.4 车身焊装的工装特殊性[2]
汽车焊接件的组成部分主要为钣金冲压件，该类零件主要有以下特点，其稳定性、尺寸、强度和刚度与材料冲压工艺密切相关。汽车外部零部件中有规则及不规则等曲面零部件，又由于汽车外部所需要的零部件比较复杂，因此会采用三维坐标来确定尺寸。在选择零部件的时候，通常不考虑不规则形状的零部件，会有条件的选择一些外部轮廓规则的零部件进行焊接夹具，然后使用钣金仿对选定的零部件进行定位，确保零部件的位置准确，减少其与定位夹具的接触面积。因为许多焊接件需要在薄板冲压下制作，对于容易发生弯曲变性的薄板冲压，需要人工进行控制，大多数焊接夹具结构较为复杂，夹具的定位元件具有定位和夹紧功能，可以将变形的零件恢复到原来的尺寸。另外，如果批量冲压件尺寸缺乏稳定性，需要采用定位夹紧的机构，在三维或二维方向进行调整。
3 汽车车身焊装技术发展趋势
3.1柔性化发展
焊接自动化研究目前正处于不断深入的阶段，人们越来越重视电、光、机三者的有效融合，这种融合方式可以逐渐提高焊接的精度以及柔性化效率，可以更好的提升焊接技术的综合效果。除此之外，通过以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术的发展，对焊接水平的提高有很好的提升作用，该技术可靠性高、工作速度快，即在数字化控制焊接的实践中可以促进柔性化往更好的方向发展，有效结合计算机信息控制系统和物料自动储运系统，发展方向更能适应我国自动焊接的发展趋势。
3.2可持续发展
为了不断提高焊接自动化的发展水平，未来的重中之重还是需要关注焊接发展对环境的影响以及如何最大程度上降低对环境的伤害以及如何进行焊接自动化的可持续发展。可持续发展目前已经成为众多行业长期发展的必然趋势，焊接行业也不例外。因此，在未来焊接行业的发展进程中，清洁生产工艺成为焊接技术中大力推广的一种新型工艺，特别是针对焊接生产中需要减少甚至消除的噪声、高温、有害气体和弧光等因素，这些因素均对环境会产生不利的影响。此外，焊接自动化需要充分利用外部条件，取其精华，弃其糟粕，积极总结发展进程当中的经验，不断推陈出新，从而不断更新焊接自动化系统，逐步培育国内焊接自动化技术产权，使得焊接产业发展得到充分保障。
3.3智能化发展
从焊接过程的分析来看，需要逐步进行焊接过程智能化的控制。例如，在焊接控制系统方面，如果焊接自动化实现智能化，可以很好地减少很多资源的投入，减少资源浪费，提高资源的使用效率，使得有限的资源发挥出最大的使用价值，保证汽车焊接过程的质量，提高经济效率。因此，在未来焊接研究方面的专家需要进行多方向的研究，如线性和各种非线性系统的控制，特别是焊接中的模糊控制和神经网络控制，从而逐步提高焊接质量和效率。
4总结
由于汽车车身焊接工艺的特殊性，在设计时，需要严格执行设计原则，不仅要保证设计方案的可行性和可执行性，还要保证汽车焊接工艺遵循标准化流程，缩短焊接夹具的设计和生产时间，控制设计和生产成本，提高效率。标准化夹具一般80%以上可以重复制造，便于更换和修改。这不仅可以减轻设计人员的劳动强度，而且可以很好的解决设计问题，提高夹具设计质量。
参考文献
[1] 闫淑亮，当前汽车车身焊装的工艺设计及工装设计探析，文章编号：1671-0711（2019）01（上）-0152-02
[2]江志元.汽车车身焊装的工艺设计与工装设计[J].企业技术开发，2017，36（07）：50-51，54.
[3]赵卯 , 冯玉涛 , 梁金生等 . 新车型白车身四门两盖焊装总成线工艺方案创新 [J]. 汽车工艺与材料 ,2015,22(2):13-16,21.