焊装白车身工艺分析标准.ppt

焊装工艺分析标准,2,目录,1.点焊层数及料厚设置,1.CO2缝焊技术要求,2.CO2塞焊技术要求,三、铜钎焊及MIG钎焊技术要求,四、凸焊接技术要求,2.点焊搭接边宽度设置,一、点焊技术要求,二、CO2焊技术要求,3.焊点布置基本规范,4.焊点质量要求,5.外观焊点质量要求,2、标准件焊接,1、凸点焊接技术要求,3,1、点焊层数及料厚设置,1.1 应用范围 车身钣金件,1.2 点焊板厚及焊接层数要求 多使用两层板点焊，减少三层板焊接，杜绝三层以上板件搭接点焊，对于 点焊搭接料厚要求（基于200KVA焊机稳定的电流输出）如下所示：,440MPa高强度钢板以及双面镀锌钢板，超出以上范围的钢板搭接，要求采用固定点焊、凸焊或弧焊连接实现。,一、点焊技术要求,4,三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。,一、点焊技术要求,5,1.4 常见易出现四层焊位置为侧围与顶盖搭接缝 如图1区域1，在后顶横梁位置更容易出现，特别是侧围外板分块的车身，侧围外沿、门洞内沿出现四层焊机率都非常高。,图1 顶盖与侧围搭接截面,一、点焊技术要求,6,区域2,区域1,图2 前悬处纵梁截面,图3 前纵梁后段截面,1.5 常见易出现料厚超厚位置为机舱轮罩和纵梁连接处，如图2区域1、区域2，M11车型区域1处料厚总和达到了5.7、6.0mm；,机舱纵梁和纵梁盖板连接处，如图3区域1、区域2，M11车型该处料厚总和达到了5.5mm；,一、点焊技术要求,7,2.1 应用范围 车身点焊连接的钣金件2.2 点焊搭接边宽度的设定原则点焊接头的最小搭边宽度见图1最小搭边宽度b=4+8；(当12 时，按2计算）其中 b 搭边宽度，图1 搭边尺寸，板厚点焊接头的最小搭边宽度见下表：,2.点焊焊接边宽度设置,一、点焊技术要求,图一,8,因此，从车身点焊工艺的角度来看，最小允许搭接边宽度为11mm，侧围门框通常搭边宽度为1213mm，地板纵梁的搭边宽度通常为1618mm，前/后副车架由于板料通常在2.5mm以上，过宽的搭接边无疑会增加零件的重量，通常有如下两种减轻重量的设计。1）开缺口的搭接边，仅在点焊位置留取足够的点焊边，其它位置尽可能缩减搭接边宽度，这种方式多用于曲线弧度变化不大的长直焊边，如图2；,2）点焊与弧焊联合运用，点焊的目的是定位焊，弧焊起主要的连接作用，这种方式也多用于曲线弧度变化不大的长直焊边，一般见于底盘件、车架横梁，如图3；,图2 开缺口的搭接边,图3 点焊与弧焊联合运用,一、点焊技术要求,9,采用激光熔化焊的搭接边宽度可以缩减至79mm，先采用点焊定位，再采用激光焊连接。搭接宽度无法满足焊点需求时，所采取的措施通常有2种，包边、粘接。1）常见的搭接宽度容易出现问题的地方如：加油口盖内外板的连接、带天窗的顶盖与天窗加强板之间的连接、后轮罩外板与侧围外板之间的连接、门窗框内沿内外板之间的连接，这些位置因为空间布置的影响，经常出现焊接宽度无法得到满足，很多是采用包边方式解决的，后轮罩处有采用粘接的，但粘接长度不会很长。,2）当车身强度对该处焊接强度要求不高时，可以适当缩短焊接边，减小焊核直径。,一、点焊技术要求,3）增加搭接边的情况，如图4，由于焊接时极臂容易与前挡板干涉或者焊接时分流，焊接空间不足，需要增大有效的搭接边宽度；另一种情况，如图5，由于焊接时焊钳易损伤外板件，必须增加相应的搭接宽度保证外观质量。,10,搭接边宽度过窄或过宽的危害 搭接边宽度过宽对焊接本身并没有影响，但会增加材料的浪费，增加车身重量；搭接边宽度过窄将直接影响焊接效果，焊点强度下降；搭接边宽度过窄，焊接时飞溅增加，特别是对于侧围门洞处，飞溅会损伤零件表面；由于焊边窄，焊接时零件止边被压溃，切边不齐，在密封位置会对装配件（特别是密封条）装配产生影响，造成功能障碍。,一、点焊技术要求,11,3.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5080mm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。,焊点过密，蓝色标识处的焊点完全是多余的。,表4 点焊接头的最小搭边宽度和焊点的最小点距,一、点焊技术要求,12,焊点尽可能布置在平面搭接区域，减少弧面焊点；布置在弧面上的焊点仅限在前、后轮罩区域、尾灯区域，如图，后轮罩与纵梁的连接，其余位置都应尽可能设置成平面焊点。点距过密将加剧焊接变形，尤其在门洞、前后风窗等位置，造成边框扭曲。,相近位置第一序焊点与第二序叠加的焊点在位置上要求尽可能均匀交错，避免焊点重叠，影响焊接强度；当焊点位置易引起失误及很难判定准确位置时需要作出焊点标识,一、点焊技术要求,13,焊点的多少应以连接强度是否满足需要为标准，过多、过密的焊点只能增加焊接的成本，同时过密的焊点由于焊接分流的加大，焊接强度降低。同时，标杆车型的焊点数量是一个重要的参考指标。焊点位置是工艺和产品设计协调的结果，重要焊点位置应以CAE计算结果来设定，下表为不同料厚焊点剪切强度要求：,一、点焊技术要求,14,4.1 通常的焊点质量要求有五个方面 1、焊点位置、间距；2、焊点数量；3、焊点外观；4、焊核直径；5、焊透率,（1）焊点位置、间距 焊点位置不得偏离产品图纸中规定的位置20mm，重要位置焊点不得偏离10mm；焊 点间距应均匀，焊点之间的最大距离不得超过规定间距的30%，允差为emax/emin1.5；,（2）焊点数量（以下均指连续焊点）,4.焊点质量要求,n=焊接工艺卡上规定的点焊实际数量,一、点焊技术要求,15,（3）.焊点外观外观：呈圆形或椭圆形；裂纹：周边有裂纹的焊点为不合格焊点，允许有电极压痕产生的表面裂纹；穿孔：焊点穿孔是不合格的；毛刺：有毛刺的焊点是有瑕疵的焊点，所有的焊接毛刺都需要清理；过烧：过烧的焊点表面发黑，发黑的焊点并不会对焊点产生严重的质量缺陷。凹陷：焊点压陷深度15（为焊件板厚），当点焊区域金属变薄率达到50时，必 须调整焊接工艺。焊点挤出：如下图，C、D点虽在焊接边缘但不认为是挤出点，依然判定合格，当点焊区超出金属边缘，如E、F点，即判定不合格，通常按照如下公式计算：(a+b)/2基准焊核直径时（见图），认为是挤出点，判定该点不合格；,焊点挤出,一、点焊技术要求,16,（4）焊点直径,焊点直径的量取由长轴测量数值加上与长轴垂直轴测量值除2计算而来，d(a+b)/2；,（5）焊透率 薄板侧的焊透率（%）=t1/T1*100%薄板侧的焊透率（%）=t2/T2*100%通常焊透率要求为（2080）%,一、点焊技术要求,17,4.2 焊点质量总体要求1.点焊质量应可靠，不允许出现漏焊、假焊及连续开焊，同一条点焊缝上开焊焊点数应不超过5%且不超过5处，不允许出现连续两点开焊及连续的焊点间隔开焊现象；2.对于重要保证位置，不允许有焊半点；对于重要特性位置，挤出点数占产品图纸重要焊点的比率要在20以下，且挤出打点不得连续；3.不能满足以上质量需求时，缺陷焊点需要修复。,一、点焊技术要求,18,1）外观面焊点：车身A面的焊点，如果是平面焊点，需要垫铜板焊接，以实现焊点无压痕，如果是曲面焊点（应用较少，一般采用铜钎焊代替），应考虑内腔有足够的空间进行钣金修复。车身B面的焊点，要求可以进行打磨处理，当然也可以采取粘结装饰纸的方式加以掩盖，从设计角度应尽量保证焊点的平整，尽可能降低焊点的质量要求等级。,5.外观焊点质量要求,一、点焊技术要求,5.1 应用范围,外观焊点,5.2 有装配面要求的焊点,如右图显示为P11后门锁钩加强板的焊接，焊点在B级面，同时焊点离外板R角较近，焊点扭曲会造成外观不良，需要打磨修复（R角处的修复比较困难），此位置小且难以垫铜板焊接，通常改变零件结构形式如右图，把外观焊点移动至门洞牙边（此处装配密封条，对焊点的表面质量要求不高，如果焊点扭曲，采用校平措施即可），从结构上降低了焊接质量要求。,19,2）装配面、密封面焊点 对于车身的外装件，如四门、两盖铰链的安装点（部分车型包括加油口盖铰链安装点、门锁钩安装点），都要求焊接面的平整，因此此位置的点焊连接需要垫铜板焊接，从设计角度应尽可能避免使用垫铜板方式，因为会增加修磨铜板的工作量；车身的密封面，如前、后风窗玻璃安装面、门洞密封条安装面，此处安装面不能扭曲，焊接后需要校平处理；尾灯安装面，如果密封位置有焊点，应该也进行垫铜板焊接，以保证密封性能，因此尽可能改变结构，减少点焊不良对密封性能的影响。,一、点焊技术要求,20,1、车身CO2缝焊技术要求,1.1 应用范围 车身钣金CO2焊,1.2 弧焊空间及位置要求 弧焊可进行全位置焊接，因此受空间影响较小，但基本的弧焊位置、角度必须得到保证，因此要求如下：在弧焊焊角正对方向上无结构、视线遮挡；部分可能存在搭接不良或搭接间隙大的位置要有可供铁锤修正的空间；,图1，前挡板总成和纵梁+轮罩总成之间的搭接弧焊，见图中红色线条所示，无论从机舱内看还是机舱外看，空间都较为狭小，按照给定的工艺，从外侧缺口伸入焊枪焊接，则视线缝隙不足，焊接困难；如果零件间搭接不良，铁锤很难有修正空间，操作不良，工艺实现不良。,机舱外view,前轮罩总成,前挡板总成,机舱内view,前轮罩总成,前挡板总成,二、CO2焊技术要求,21,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,22,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；,图5，为前纵梁内腔的弧焊，此位置弧焊只能在纵梁的前后段拼焊后实施，此中间工序的弧焊需要设置独立的排烟设施、遮蔽弧光，非常影响车间的生产安排。,图5 弧焊影响生产工序排布,M11-8403074upper shock tower,M11-5100460front rail suspension,二、CO2焊技术要求,23,频繁受力及震动部位不建议采用CO2焊，如发动机罩铰链底部的安装板在与车身焊接时尽可能采用点焊形式，避免受震动开裂。弧焊面不可与下序的基准面或装配面相冲突，造成精度损失；,图6，弧焊位置不恰当，其一，弧焊位置靠近经常受冲击载荷的位置，发动机罩频繁的开启、闭合会造成焊缝的开裂；其二，弧焊位置在前门铰链的安装面上，焊接飞溅及焊接变形都会对铰链装配精度产生影响。,二、CO2焊技术要求,24,25,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。,图12 无需设置弧焊间隙的情况,1.4 弧焊形式要求 由于CO2焊焊接产生的变形较大，所以在焊接时不建议采用连续长距离连续弧焊，每段距离长度为 1020mm之间；搭接缝焊时，可在搭接边设置弧焊缺口，以指示焊接位置；厚度超过3mm板料可采用连续弧焊，但需要有防止变形措施；,二、CO2焊技术要求,26,薄板料可采用塞焊形式进行连接（仅仅作为结构连接的补充）；图13，所设计的纵梁和纵梁加强板之间采用大量的弧焊连接，如图，虽然采用了分段焊接，但由于弧焊太多，焊接后不可避免的造成了变形，尾部翘起，最大变形量可以达到4mm，因此弧焊仅仅是作为车身焊接的补充，不能使用过频。,图13 大量弧焊的使用,1.5 弧焊总长度要求建议普通两厢、三厢轿车弧焊长度控制在2.5m以内，面包车、MPV、SUV弧焊长度控制在4m以内（若有单独的车架，车身部分弧焊长度控制在2.5m以内）；最重要的是与标竿车型，即设定竞争对手车型进行对比，要比竞争车型弧焊长度短、所使用部位少。,二、CO2焊技术要求,27,2、CO2塞焊技术要求,2.1 应用范围 车身钣金CO2焊,2.2 塞焊要求 被焊零件上根据料厚预置69的圆孔或61218、814的椭圆孔；开塞焊孔零件厚度小于2mm，大于等于0.8mm；为防止零件贴合不良影响焊接质量，要求有可供铁锤修正钣金的空间；,图1,二、CO2焊技术要求,单层板塞焊是允许的，禁止使用双层塞焊，如图1，钣金的错位会造成塞焊区域无法实施；,28,图2,二、CO2焊技术要求,禁止整排塞焊孔的使用（如图2，零件B13-5300241开了一圈塞焊孔）；重要、关键焊点尽可能不使用塞焊。,29,30,4.1应用范围 车身钣金件,4.2 凸点运用板件之间的凸焊，焊接材料厚度、凸点大小、凸点位置等要求如下。板材厚度要求：最适宜的厚度为0.5-4mm，并且材料的厚度比可以达到6：2；凸点位置要求：焊接同种金属时，应将凸点冲在较厚的工件上；焊接异种金属时，应将凸点冲在电阻率较高的工件上，但当在厚板上冲出凸点有困难时，也可在薄板上冲凸点，但焊点强度会降低。,四、凸焊接技术要求,凸点大小要求如下表：,凸点形状要求：推荐采用圆球型凸点，也可以做成长形的（近似椭圆形）。对于标准件的凸焊参见螺柱焊工艺规范、凸焊工艺规范。,1、凸点焊接技术要求,31,凸焊较点焊的优势在于板料料厚比范围较宽，焊接面焊后较为平整，所以很多用于装配的位置采用凸焊进行（如凸焊螺母、凸焊螺栓），缺点在于必须使用固定的设备焊接，较点焊的灵活性差。如下图，两零件之间的连接是通过凸焊连接完成的，此焊接总成用于车架与车身之间的装配连接，零件板厚分别为1.6mm、2.6mm，为提高焊接质量，采用了凸焊形式。此处凸焊连接，通常采用特殊电极，根据零件的结构、形状进行定做，发挥定位、焊接的作用。,四、凸焊接技术要求,32,2.1 应用范围 车身焊接标准件2.2 标准件种类 在公司规定的标准件清单内选择，见焊接紧固件精简方案；在同一个总成上应用的焊接标准件尽可能统一；2.3 标准件焊接空间 1）结构空间不足,图示螺母与焊钳上电极相干涉，无法实现该螺母的凸焊,螺母位置距离零件最边缘超出了焊机极臂的最大伸出长度；,四、凸焊接技术要求,2、标准件焊接,33,2）结构及尺寸要利于标准件的焊接,M11备胎支架的螺母焊接，由于腔体较深，螺母摆放异常困难,此类问题出现的较为频繁，如图，提供给凸焊机下电极端面的尺寸区域不（凸焊机的下电极端面尺寸通常为32），螺母凸焊便产生了干涉；,四、凸焊接技术要求,34,3）标准件之间不能存在焊接干涉,螺母与螺柱焊接区域重叠，当焊接螺柱时，螺柱焊枪会和螺母发生干涉；,4）凸焊，螺柱焊空间要求：,手动螺柱焊枪,自动螺柱焊枪,螺栓凸焊下电极直径大小有25、32，上电极大小有16、20M5、M6下电极常用深度为30mm，M8下电极常用深度为38mm。,四、凸焊接技术要求,35,4.标准件焊接对零件孔径的要求,螺母凸焊、承面螺栓凸焊都需要对钣金开孔，通常对应的孔径要求分别为：螺母凸焊（M+1）螺栓凸焊（M+0.5）；销子凸焊孔径要求为（D+0.1）,参考：螺母凸焊下电极直径32mm安全带螺母凸焊上下电极直径38mm螺栓凸焊下电极直径最小25mm螺柱焊枪护套直径最小25mm凸焊螺母底孔直径（M+1）mm凸焊螺栓底孔直径（M+0.5）mm凸焊销子底孔直径（D+0.1）mm,四、凸焊接技术要求,36,5.标准件焊接料厚要求,6.标准件焊接后的检查,焊接后的标准件要有足够的检查空间，一般能够满足常规的螺母凸焊空间也就可以满足扭力扳手的套入空间，扭力扳手所使用的空间通道可以与凸焊时上电极臂应用的空间通道相同。,详见凸焊工艺规范、螺柱焊工艺规范,板材厚度要求：最适宜的厚度为0.5-4mm，并且材料的厚度比可以达到6：1。,四、凸焊接技术要求,37,7.工序优化,在同一零件上焊接标准件焊接方式尽可能统一；螺柱焊工序便于集中，使用较少的焊接设备，（螺柱焊通常不在单个零件 上焊接，一般在分总成或总成上焊接，部分车型可实现在车身骨架上用机器人植焊所有螺钉）。凸焊的螺母、螺栓在可能的情况下，尽量焊接在小零件上，以提高凸焊的操作作业性，焊接在前挡板上的凸焊螺母可以转移到位置较近的小零件上焊接。,四、凸焊接技术要求,38,谢谢！,