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汽车车身焊装工艺
汽车车身装配主要采用焊接方式，在汽车车身结构设计时就必须考虑零部件的装配工艺性。焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的，必须进行综合考虑，它是影响车身制造质量的重要因素。
第一节
焊装工艺分析
工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下，能否保证以最少的原材料和加工劳动量，最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。一．生产批量
车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说，批量越小，夹具的数量越少，自动化程度越低，每台夹具上所焊的车身产品件数量越多；反之，批量越大，焊装工位越多，夹具数量越多，自动化程度越高，每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。1．
生产节拍的计算
生产节拍是指设备正常运行过程中，单位产品生产所需要的时间。假设某车年生产纲领是30000辆份 / 年
工作制：双班，250个工作日，每个工作日时间为8小时
设备开工率：85％ 则生产节拍的计算为：
2．时序图设计
时序图（TIME CHART）是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系，这些动作包括上下料（手动或自动），夹具夹紧松开，自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。生产线上每个工位的时序图设计总时间以满足生产节拍为依据，同时时序图也是焊装线电气控制设计的技术文件和依据，是机电的交互接口。如图4－1所示为一张时序图，它的内容包括：
（1）设备名称，它是以完成动作的单元来划分。例如移动装置，夹具单元1，焊接，车身零部件名称等。其中车身零件名称表示上料动作，组件名称表示取料动作。
2）相应设备的动作名称，它是以动力源的动作来划分的。例如移动装置是由气缸驱动上下运动和电机驱动工位间前后运动组成，它的动作名称分别为上升，下降，前进，后退；再例如夹具是由夹紧气缸驱动夹紧，它的动作名称分为夹紧，打开等。（3）各动作顺序及时间分配，动作时间表分配是以坐标网格的形式标记，每格单位为5秒，一个循环总时间为生产节拍，各动作之间的前后顺序关系图用箭头线标识。一般气缸夹紧动作时间为2～3秒；焊接时间与焊点的数量有关，常以一个焊点3秒的时间估算。合理分配调整各个动作的时间，满足生产节拍要求是车身焊装工艺设计的关键。
（4）行程开关（L/S）和电磁控制阀（V/V）编号，它标明了各个动作之间的顺序及互锁关系，其编号与相应气路控制图上的编号应该一致。
时序图的设计在工艺方案总设计完成后就可以进行，通过计算各动作的顺序时间，可以得出本工位的时间节奏，比较能否满足生产节拍和生产纲领要求，并作相应调整，甚至改变工艺设计。由于每个车身装焊的零部件数量一定，焊点数量一定，焊接时间一定，要达到一定生产节拍内完成所有焊接，就必须将工序分开，分工位上料、焊接。二．车身产品分块
分块是将车身外壳体分成若干块便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，并可有效地简化和优化制造工艺。
汽车白车身是一个尺寸很大的复杂的焊接结构件，设计制造时常常是将车身总成合理地划分为若干个部件和组合件，分别进行装配焊接成分总成件，然后再装配焊接成总成结构，这样化复杂为简单，化大为小，可以大大提高劳动生产率，改善结构的焊接工艺性。1．
结构分离面
将白车身总成分解为若干个分总成，相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可以分为两类：（1）设计分离面
根据使用上和构造上的特点，将汽车车身分成为可以单独进行装配的分总成，如发动机罩、行李厢盖、车门、车身本体等，这些分总成之间的结合面，称为设计分离面。
设计分离面一般采用可拆卸的连接，如铰链连接，以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装，而不损坏整体结构。（2）工艺分离面
在生产制造过程中，为了适应制造装配的工艺要求，需要进一步将上级分总成分解为下一级分总成，甚至小组件，进行单独装配焊接，这些下一级分总成或组件之间的结合面，称为工艺分离面。例如车身本体总成分解为前围、后围、地板、左/右侧围、顶盖六大分总成，这六大分总成分别平行进行单独装焊，而后总装在一起进行焊接，这些分总成之间的结合面就是工艺分离面。
工艺分离面一般采用不可拆卸的连接方法，如焊接、铆接等。它们最终构成一个统一的刚性整体。2．
装配焊接方法 根据工艺分离面的划分情况，将汽车车身装配焊接方法分为两类：（1）集中装配焊接法
将车身产品的装配焊接工作集中在较少的工位上，使用较少的工装夹具来完成装焊工作，称为集中装配焊接法
2）分散装配焊接法
将车身产品的装配焊接工作，分散在较多的工位和工装夹具上来完成，称为分散装配焊接法。它分散的依据是工艺分离面的确定。
如表4－1为某一轿车车身侧围总成分散焊装流程图。3．
分散装配焊接法的优越性
在车身制造中，要根据生产纲领、工厂的设备情况和技术水平，合理地划分组合件，分总成进行装配焊接，这种方法有很多优点：
（1）可以提高焊装质量，改善工人的劳动条件
把整体车身结构划分成若干组合件、分总成后，它们就变得重量较轻、尺寸较小、形状结构简单，容易保证焊装精度。因为有很多尺寸、形状和技术要求等在部件上保证比在整车上保证要容易的多。例如侧围窗框尺寸及外轮廓曲线的形状等都是在侧围总成的焊装线上得到保证。
从焊接角度来讲，分散装配焊接可以把一些需要全位置操作的工序改变为在正常位置的操作，使焊点尽量处于有利于焊接的位置,可尽量避免立焊、仰焊、横焊，这样有利于提高装配焊接质量，改善劳动条件，也提高了劳动生产率。例如车身的顶盖、侧围及前、后围在整车总成焊装中分别为仰焊和立焊，而在分总成焊装中可变成俯焊。
随着零件分散程度提高，操作工人分工更加细化和专一，更容易掌握操作技术和提高技术的熟练程度，从而迅速提高劳动生产率和焊装质量（2）缩短产品的制造周期
组合件、分总成的焊装生产可以并行进行，扩大了工作面，增加了同时工作的人数，避免各工序之间的相互影响和等待。有的组合件或分总成具有相同或相似的形状和尺寸，可以组织连续性流水作业以缩短制造时间。例如车身左右侧围焊装线的布置。
（3）容易控制和减少焊接应力和焊接变形
焊接应力和焊接变形与焊缝在结构中所处的位置及数量有着密切的关系。在划分组合件时，要充分地考虑到将组合件的焊接应力与焊接变形控制到最小，使总成装配时的焊接量减少到最小，以减少可能引起的焊接变形。而且，在组合件焊装时，结构刚性降低，可以比较容易地采用夹具或其他措施来防止变形。即使已经产生了较大的变形，也比较容易修整和矫正。（4）可以降低焊装夹具的成本
分组件装配焊接法以后可以大大简化焊装夹具的复杂程度，有利于夹具的设计和制造，从而使焊装夹具的成本降低。
（5）可以提高生产面积的利用率
分组件装配焊接可以减少和简化总装时的工位数，增加平行进行作业的地点，大大扩大了装配焊接的工作面，提高了生产面积的利用率。
4．工艺分离面确定原则
工艺分离面的合理确定是发挥上述优越性的关键。划分组件进行装配焊接时应从以下几个方面来综合考虑：
（1）尽可能使各组件本身的结构形式是一个完整的构件
要考虑到结构特点，便于组件、分总成的最后总装和结构尺寸精度的保证。工艺分离面要避开结构上应力最大的地方，保证不因划分工艺组件而损害结构的强度。（2）保证组件的强度和刚度
所划分的组件、分总成结构要有一定的刚度和强度，即在白车身重量的作用下，不能产生永久性变形，同时也要考虑吊装方便。（3）工艺上的合理性
工艺上主要考虑划分组件后焊点数量和位置的合理布置，要有利于采用自动化和机械化设备，也有利于减小焊接变形，可以提高产品质量和劳动生产率。（4）现场生产能力和条件的限制
分组件装配焊接中，由于采用较多的专用夹具，生产准备周期较长，各工序之间的协调关系复杂，给生产管理带来困难。同时随着焊装工位数量的增加，要求有较大的生产面积和较多的技术工人。（5）生产节拍的要求
在大批量的生产中，采用分组件装配焊接法进行生产，能显著地提高劳动生产率和产品质量，缩短生产周期，降低产品成本。虽然此时由于分组件装配焊接增加了工序及专用夹具的数量，使其费用增多，但产量大而分摊到每个产品上的费用不会增加，仍然可以得到显著的经济效果。
当单件生产、试制和少量生产时，为了缩短生产准备周期，减少专用夹具费用，减少工件在夹具上的装卸次数，减少辅助工时，宜采用集中装配焊接的方法。三．
焊接结构
由于汽车车身除某些加强构件外，主要都是由低碳钢薄板冲压零件焊接而成，其厚度在0.6mm～1.5mm范围之内。采用最多的焊接方法是电阻点焊，它将工件(PANEL)以200～300kgf程度加压至焊枪的铜电极，并瞬间（0.16～0.2秒）通过大约1万安培的高电流，以电极接触点发生的电阻热熔融结合的焊接方法。在一辆小车的车体中大约有3000个焊点，其大部分为两层焊，根据结构也有3～4层焊。
当生产批量不大和具有密封要求的连接处，以及开敞性差的焊缝，一般采用二氧化碳气体保护焊。1．焊接接头型式
焊接连接处称为焊接接头。因电阻点焊的要求，车身结构的基本焊接接头型式主要是搭接接头和弯边接头，如图4-2所示。其中4-2(a)(b)为搭接接头，4-2(c)(d)(e)为弯边角接，4-2(f)为弯边对接。弯边接头的焊点操作性优于搭接接头，因为弯边
接头焊点直接暴露在操作台面一侧，选用小型“X”
(a)
(d)型焊钳就能很方便地进行焊接。
考虑焊接强度，弯边接头起到相当于加强梁的作 用，可增大结构强度，但翻边因受冲压工艺的限制，导致贴合不理想，易产生焊接缺陷，而且弯边接头的(b)
(e)焊点抗正应力能力比抗剪切能力差，总的对焊接强度 增大不大。
考虑焊接精度，搭接接头焊点质量主要决定于工
(c)
(f)装的精度。而弯边接头焊接质量除了与工装精度有关
图4－2 焊接接头型式
外，还与零件翻边精度有关，而受冲压工艺和储运方式的影响，翻边是零件质量最不稳定的地方，它容易导致两零件因贴合不好产生焊接变形，而且弯边接头的零件不利于利用工艺孔对零件作精确定位。2．接头开敞性
封闭接头是不可能用作点焊的，半封闭接头如车身底部和内部接头也会给制造带来一定麻烦。如图4-2(b)所示为封闭断面结构，不易直接采用点焊。因为下电极无法设置，需要采取间接导电型式或改用其它焊接方法来解决。
由于车身各连接部位不同，组成零件的形状不一样，虽然都采用搭接或弯边接头，但其结构的断面形状有很大差别。如图4-3为车身侧围典型断面示意图。其中(a)与(e)中焊点A的开敞性差，结构设计不合理，如果将(a)断面形状改为图(b)的型式，就大大提高了焊点的可达性；同样(e)结构也是如此。若在结构设计上不能避免封闭式断面，则可以通过结构分解来实现 焊点的焊接，如将(a)中结构分解 为件1和件2的组合件，先焊完点 A后，再装焊件3，这样不仅达到了 结构设计要求，而且改善了结构的 开敞性。同样(e)中也可以先将件2 和件3在A点焊好后再装焊件1。
冲压件结构型式要考虑点焊工
艺性。由于电阻点焊方法本身可达性
差，在车身结构设计时，应尽量避免采用狭窄而深的或上、下电极难以接近的焊接结构和焊接接头。如图4－4所示,(a)中由于上电极伸入深窄的焊件中，增加了点焊机的二次回路的感抗，使焊接电流不稳定而降低焊点强
度和质量；图4－4(b)结构中必须采用特殊弯电极，这种电极的冷却条件不好，降低了焊接表面质量和
电极的使用寿命。
(a)
(b)3．接头的强度
图4－4 不合理的点焊结构
点焊焊缝适宜在剪切力下工作，而不适宜在拉伸力下工作。设计汽车车身点焊焊接结构时，应尽量使焊缝在剪切力而不是在拉力下工作。如图4-5所示，(a)为焊点受拉伸力状态，(b)为焊点受剪切力状态。点焊焊缝的强度与母材的种类及焊接工艺有关。例如，低碳钢的剪切容许应力可取为母材的65％，而拉伸容许应力可取为母材的40％，焊点布置方案
(a)
(b)不同，焊点中所受应力的种类也不相同。另外，要
图4－5 焊点受力状态
尽量避免焊点密集布置或交汇在一起，否则金属易由于过热而产生严重应力集中及变形，影响焊接质量。车身外板的焊接，由于焊接热应力会 使表面局部变形而影响外观质量，这时可 通过改变车身零件形状来消除或减轻这类 缺陷。如图4-6(a)是轻型汽车门板的点焊 接头，在门外板表面1区会出现凹凸不平，若将门外板此处设计成带斜凸梗的棱线
（如图4－6b），就可以起筋条的作用而减
图4－6 车身外板形状 小变形。假如外部造型不允许这样，也可将门外板制成曲面形状（如图4－6c）。4．焊接厚度
点焊通常用于两层薄板之间的连接，有时也用于连接叠在一起的三层薄板。为了保证焊点的焊透率，两层焊件厚度宜相等或相近，厚度相差应不大于3倍。连接三层板时，如板厚有差别，厚板应置于中间，有利于熔核在三层板上形成。四．
焊点布置
车身焊接中焊点的数量以及焊点间距的确定是焊装工艺性的一项重要内容。焊点间距越小，焊点数越多，焊接强度也就越高，但分流越大，它会给产品的强度带来不利影响。焊接质量也会因分流的影响而不易保证。
根据车身焊接接头的特点以及车身结构设计时接头的搭边宽度和焊点布置等，焊点布置应着重考虑以下几个问题：
1．在满足接头强度和技术要求条件下，尽量减小搭边宽度，以减轻结构重量。为保证焊点质量，对焊点中心离板边的最小尺寸要求，可参考表4-2。表4－2 焊点中心到板边的最小距离
焊件厚度（mm）
焊点中心到板边最小距离（mm）
2．在实际车身制造中，由于设置焊装夹具的需要，对弯边接头的宽度（如图4－7）应保证a至少为20～25mm，其根部尺寸一般等于板厚。
3．焊点的距离应选择适当，在保证接头强度和技术要求的前提下，焊点距离应尽可能大些。因为在焊缝长度一定的范围内，焊点 布置越多，点距越小，分流越大，焊点熔核尺寸减小，反而降 低了焊缝强度。车身焊装的合理点距如表4-3所示。焊接大零
件或组合件时，点距可以适当加大，一般不小于35～40mm，在 图4－7 弯边宽度 有些非受力的部位，则焊点的距离还可以加大到70～80mm。在 多点焊机上焊接，焊点之间的距离要求不小于50mm。表4－3
车身焊装合理点距
一个焊件厚度(mm)
二层板焊接的最小点距(mm)
三层板焊接的最小点距(mm)
4．三层板焊接时，其点距比二层板焊接时要适当大些，如表4-3所示。考虑焊点强度的稳定性，尽可能少采用三层板的焊接结构。
焊点的合理布置并不能完全弥补由于产品结构本身设计不合理所造成的强度不足的缺陷。因此，为了提高产品的使用寿命，必须在设计合理的产品结构基础上，来考虑焊点的合理布置。
五．
焊装工艺规程的编制
汽车车身焊装工艺过程是指各种零部件装配成组合件和分总成，然后在进一步焊装成总成件的过程。指导这一过程的工艺性文件就称为焊装工艺规程。它是车身生产中重要的指导性文件，其内容包括要焊接的零部件名称，装配焊接顺序，装配焊接方法，质量要求，检验方法，焊点数量、布置等，有利于生产组织和管理工作。
1．装配工艺方案
装配工艺方案是对车身产品焊装过程中的主要问题，作出原则性的规定。一般在立项时开始编制。其编制内容包括：（1）产品对象
总成件及零部件、组合件的数量、名称和结构。（2）设备描述
确定产品分散装配焊接方法，所需工位总数，各工位焊接方法，上料方式，工装设备，工位间距，工位间的传输方式等。（3）设计依据
产品生产纲领，工装设备定位精度，工作区大小，设备开工率，水、电、气参数，设计数据和图纸等。（4）工艺方案
各工位上料顺序，焊点数量，工装夹具方式，焊接方法，作业方式，作业时间等。（5）技术质量要求
工装设备技术制造、操作要求，焊接质量要求，产品尺寸要求，焊接设备要求等。
焊装工艺方案不仅在工艺原则上规定了工艺过程本身，同时也决定了生产组织和计划工作、厂房和车间的布置、各种设备和装备的配备，它直接影响到生产的周期、劳动生产率和生产成本，它是各种设备和装备选购的技术依据。2．工作工艺规程
工作工艺规程是装配工艺方案中每一个工序内容的详细具体说明，它是根据装配工艺方案进行编制的，也称工序卡。它规定了本工序各装配零件在夹具中的安装顺序、定位和焊接方法、焊接规范、时间定额、所用工具设备以及耗材等等。如表4－4为一张典型的工序卡片。
第二节
焊装夹具的工艺方案设计
轿车车身是由上千个冲压件、近5000个焊点焊装成一个整体，每个零件之间的连接必须在三维空间中依靠焊装夹具定位，零件与零件连接形成一个整体车身。每一个零件的连接精度，都是由焊装夹具来保证，它直接影响到功能部件，如发动机、转向器、变速器等的安装精度和性能。重要的外形部件，如保险杠、车门、发动机盖、后箱盖、前后灯等的安装平顺性，都与车身焊装形位精度有直接的关系。
在进行焊装夹具设计之前，首先需要根据车身零件的形状、焊装工艺、焊点位置及数量来设计夹具的工艺方案，即设定焊装过程中夹具的定位基准及定位基准的形态。一．
定位基准的基本概念
基准是指某些特定（参考）点、线、面的组合，借以确定零部件中相关点、线、面的位置。按其用途不同，可分为设计基准和工艺基准。设计基准是指在产品图样上，设计者所选定的参考点、线、面的组合，用以确定零件轮廓、尺寸及形位公差等。工艺基准是指在加工过程中，直接用于测量、定位、安装零部件时的实际点、线、面的组合，它分为定位基准、装配基准和测量基准。
夹具的定位基准是为了使焊好的车身组件、分总成件、总成件的位置与车身产品设计图纸、冲压成形零件的形状尺寸、车身测量数据在X、Y、Z方向上一致，所设定的焊装夹具的位置。合理选择夹具的定位基准，可以简化焊接工艺和夹具结构，并且容易保证车身零件的装配焊接精度和质量。选择夹具定位基准时，应尽量使其与车身零件设计基准相统一，减少因基准不重合带来的误差。1．定位基准的种类和功能（1）定位基准面
定位基准面有主基准和副基准两种。主基准面是为了保证被焊零件的准确定位。主基准面应该尽量设定在保证零件形状精度和刚性的位置上，而且数量尽可能少，一般主基准面为不可调整的形式。副基准面是为了校正零件、辅助焊接过程或辅助焊接设备而设定的，它能约束零件的扭曲和回弹、使零件保持形状不变、校正和约束焊接变形，是焊接工装结构上必要的基准，它设计成可调整的形式。（2）
定位基准孔
定位基准孔也有主基准和副基准两种。主基准孔的作用是固定被焊零件，它用圆柱销约束零件的两个方向，在保证可靠定位的前提下主基准孔的数量应尽可能少。副基准孔的作用是防止被焊零件的回转，它可以用圆柱销或菱形销定位，一般选择零件上的长孔作为副基准孔，用菱形销约束零件的一个方向。（3）定位基准端
定位基准端也有主基准和副基准两种。主基准端使被焊零件准确定位，它确定一个方向的位置，不可调整。副基准端是为了辅助焊接过程或焊接设备而设定的，它是约束焊接变形和焊接时两个零件错位的基准，设计成可调整的形式。
2．定位基准选择的优先顺序
（1）考虑车身零件的制造工艺，定位基准确定的先后顺序为总成分总成组件零件。因为如果装配件的定位基准不确定，则不可能对零部件的精度确定及正确评价，也无法决定零部件的准确修正方向。同时为了使车身零件在制造过程中的变化要素最小，需要把含有更多变化要素的装配件上的定位基准首先确定。
（2）为了确定车身零部件的位置，需要基准孔、基准面和基准端的组合，但是在同一方向上约束时，采用基准面、孔、端的顺序不同。考虑车身零件的形状，定位基准选择的先后顺序为基准面基准孔基准端。这与冲压零件的成形顺序一致，即先拉延后冲孔。优先选用基准面可以使相邻零件的贴合面累积误差最小，也容易补偿刚性不足的零件形状，而且如果基准孔的位置和孔间距不准确会造成被焊零件的位置不稳定。
3．定位基准位置的选定方法
夹具定位基准的选定必须以冲压件零件图、装配焊接后的组件图、车身焊装工艺流程和工艺方案、车身装配公差要求以及基本车型的相关资料为依据。其选用方法为：
（1）夹具定位基准面的厚度一般为16mm，只有地板框架处夹具定位基准面的厚度选为19mm。为了便于夹具设计与检测，定位基准面尽量选在与车线平行的位置，且与车线之间的距离为整数；若定位基准的位置与车线倾斜，则从车线处标注尺寸和角度。如图4－8所示。
（2）定位基准面要尽可能选在断面形状一致的位置，尽量避免断面发生变化的位置，如图4－9所示。因为断面发生变化的位置容易造成零件变形，很难精确定位。
（3）定位基准孔要尽可能与定位基准面不重合。这是因为基准孔与基准面的定位方向不同，当零件定位基准面发生变化时，定位基准孔的位置也发生变化。如图4－10所示。
（4）分析整条生产线上各工位零件的构成以及各构成零件的位置，使定位基准的位置尽量选在能贯穿整条生产线的位置上，即生产线上各工位的定位基准尽量保持一致，以减小工位间的定位偏差。例如：前立柱组件 侧围总成 车 身总成前后相互关联的工位尽量选择相同的定位基准。（5）定位基准尽量选在被焊零件有贴合要求或功能要求的位置，如有装配关系要求的面或孔，有位置尺寸要求的端部或孔等。
（6）定位基准尽量选在容易上件取料的位置，容易实现焊装自动化的位置，以及使装配累积误差最小化的位置上。
（7）对于相同零件的定位，其定位基准位置尽量要统一。
（8）定位基准要选在可以减小焊接变形的位置上。当焊接面的长度足够时，可以将定位基准面直接选在焊接面上。
（9）各被焊零件要尽可能单独定位，不能只依靠相邻零件型面的贴合来定位。
第三节
车身焊装生产线
焊装生产线（production line of welding），是指必须经过焊接工艺才能完成完整产品的综合生产线，它包括专用焊接设备、辅助工艺设备以及各种传输设备等。
一． 车身焊装生产线的发展过程
汽车车身焊装生产线的发展过程大体可分为三个阶段： 1．
固定式单工位焊装台的小型焊接方式
这种在发达国家50年代以前全靠手工操作组焊车身的方式，在国内的小汽车厂家中应用较多。它是各工位独立操作，被焊接车身零件主要依靠人工搬运，它的生产能力只能依靠工人操作的熟练程度，对设备自动化程度的要求几乎没有。由于单靠工人的熟练程度而提高生产能力是有限制的，所以以提高生产能力为目标进行了传送装置及专用焊接设备的开发研究工作。这样很快满足了提高生产能力的要求。但这种设备无法满足混流车型的生产。2．
刚性焊接生产阶段
1965年左右开发出利用机械控制系统来满足2－3种车型的生产。刚性焊接生产线属于传统制造系统，它具有以下特点：
（1）
通常把作业划分为较多个简单工序；（2）
按分批投入的方式，顺序完成各简单工序；（3）
完成工序时间很短；（4）
单个工序自动化。目前这种刚性焊装生产线仍然有一定的应用，但随着先进制造技术的蓬勃发展，这类生产线正在面临着技术改造的艰巨任务，处于淘汰之中，在轿车生产中所占份额正急剧减少。处于这个阶段的我国汽车焊装线以一汽大众汽车有限公司捷达轿车车身焊装设备与上海大众汽车公司车身焊装线为代表，前者总成工位及车身主焊线采用焊装自动线，广泛采用各种类型的多点焊机和焊接机器人，工艺先进，自动化程度高；后者由于采用国外先进技术，工艺先进，但自动化程度较前者低，采用悬挂式点焊机等设备，手工焊接仍占较大比例。
3．柔性焊装生产阶段
世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化，为了满足汽车消费者广泛而多样化的需求，适应汽车市场的激烈竞争，必须不断缩短车型变换周期、加快车型的更新，柔性焊装生产线就是适应这一发展趋势而设计制造的。由于计算机的飞速发展以及控制领域的技术提高、机器人的发展、工具的柔性化，1975年正式开始了汽车焊装生产线的自动化研究，且研究出为满足消费者多样化需求的柔性生产系统。柔性焊装生产线的特征是大量使用工业机器人、数控焊钳、可快速更换的工装设备和非同步输送带、可编程控制的自导车，它能方便地适应几个基本车型及若干变型车的同时生产并易于适应以后的改型。柔性焊装生产线属于柔性制造系统（FMS），FMS的柔性是指对产品的柔性，即系统为不同的产品和产品变化而进行设置，以达到高的设备利用率，减少制造过程中零件的中间存储，对于顾客需求具有快速响应的能力。
与刚性焊装生产线相比，柔性焊装生产线主要特点为：（1）
把作业仅分为几个工序；
（2）
不同批次的不同工序可以重叠投入；（3）
完成工序加工时间快和不变；（4）
全部加工工序自动化；
（5）
产品的焊接主要由焊接柔性制造系统完成。
在德国的大众、宝玛格、日本的本田、瑞典的沃尔沃、美国的卡特比勒等公司均大量使用车身柔性焊装生产线。德国Benz的Sindelfingen工厂布置有三条车身焊接总装线，三条地板总成线及相应的中地板、前后地板线等，共有焊接机器人1000余台，自动化率为95％，生产约10个车型，二班制时日产1600～1700辆。
在车身制造中，选择哪种型式的车身焊装生产线和需要多少焊装设备，取决于生产批量的大小，车身质量的要求以及工厂的场地和投资情况。在我国，经过近15年的大力发展，汽车制造业取得了很大进步，从国外引进了轻型车、面包车、轿车等各种类型的汽车，各主要汽车厂家形成了一定的生产规模，基本上具备了一整套较为完善的生产、管理及技术保证体系。但车身焊装生产线还是主要依赖从国外全套引进，缺乏自主独立开发能力。引进的焊装生产线大都是国外80年代的产品，属于刚性焊装生产线，自动化水平不高。
二．
车身焊装生产线的组成
车身焊装生产线是轿车、微型客车等车型生产过程中的几个主要生产线之一，其空间作业内容复杂且自动化程度较高。车身焊装生产线是汽车白车身（BODY IN WHITE）全部成型工位的总称，它由车身总成线和许多分总成线组成，每一条总成线或分总成线又由许多工位组成。线间、工位间通过搬送机、机器人等搬送设备实现上下料和零部件的传送，以保证生产线内各工位工作的连贯性。分总成线又包括许多独立的组件焊装工位，每个工位由许多定位夹紧夹具、自动焊接装置及检测装置等设备以及供电供气供水装置组成。1．
车身完成线（SLAT LINE）
车身完成线是一条车身装配生产线，它通过铰链连接方式分别将焊装好的前后车门，翼子板，发动机罩，行李厢盖或背门与车身本体连接装配，形成白车身（Body In White），同时对车身焊接质量进行检测和修磨。如图4－所示为一条车身完成线的组成。图4－
车身完成线示意图
车身完成线的特点是整条生产线不需要焊接，是机械铰链连接，属于可拆卸连接，无任何焊接设备；基本上是手工作业；是整个车身焊装生产线的最后一道工序，完成后的产品即为白车身，将输送到涂装车间进行表面处理。
2．主焊线（MAIN LINE）
主焊线是车身焊装车间最重要的一条焊装生产线，它完成车身六大分总成（地板，左右侧围，顶盖，通风罩及仪表板，后行李台）的焊接，有时也叫车身总成生产线。
车身总成工位是主焊线上的一个核心工位，在这个工位上，实现六大总成的装配。其中地板总成的上料是通过地板传送机构（UNDER SHUTTLE）直接传送到总成工位；侧围总成的自动上料方式有移动式、旋转式、移动翻转式和2－4位翻转基座式；顶盖、通风罩、后行李台是利用自动输送机械（AUTO FEEDING MACHINE）上料。
在主焊线上一般还设置有若干个补焊工位，完成车身本体的补焊（RESPOT WELDING）。从主焊线上生产出来的产品通过升降机设备传送到车身完成线上。如图4－为一条典型主焊线的组成示意图。
图4－
车身主焊线示意图
3．地板总成线（UNDER BODY LINE）地板总成线完成发动机室、前地板和后地板的装配焊接。地板是车身结构中强度相对较大的部分，常常需要布置有二氧化碳焊机进行补焊。
根据自动化程度不同，地板总成线上设置有工位间传送机构，焊装夹具，机器人点焊系统，涂胶设备，升降机等等。
4．侧围总成线（SIDE FRAME LINE）
侧围总成线完成侧围内外板的结合，一般它有左右对称布置的两条生产线。在侧围总成线上布置有工位间传送机构，焊装夹具，机器人点焊系统，涂胶设备，自动输送机械等等。如图为典型侧围总成线布置示意图。图
侧围总成线示意图
5．移动线（MOVING LINE）
移动线主要是指车门焊装线，发动机罩&行李厢盖焊装线，翼子板焊装线。
车门、发动机罩、行李厢盖焊装线都是经过涂胶、折边、焊接、完成等工序实现内外板的结合。它的主要设备有内外板焊装夹具，折边机，转换压模，输入输出设备，涂胶设备，铰链装配夹具，二氧化碳焊机等等。
如图为一条车门总成线布置示意图。
6．子线（SUB LINE）
子线主要是指车身中的一些组合件、分总成件的简单小型焊装线，如顶盖焊装线，通风罩焊装线，后行李台焊装线，发动机室焊装线，前地板焊装线，后地板焊装线，前立柱焊装线，中立柱焊装线等等。根据自动化程度不同，子线可以设计成单工位独立操作形式，也可以设计成几个工位流水线操作方式；被焊零件在各工位之间可以应用手工或者自动传送。
三．
柔性焊装线上的组成单元
柔性焊装生产线是为了适应用户不同产量、不同生产率、不同自动化程度、不同工厂环境的要求而设计的。柔性生产系统是车身焊装线的全球发展趋势。
柔性组成单元主要包括：柔性焊装夹具，自动焊接装置，点焊设备，车身总成工位，自动输送机械，传送机构，升降机，折边机，机器人系统，电控系统，其它机构等等。1．
柔性焊装夹具
（JIG）
为了适应不同车型，柔性夹具一般采用两种结构型式：一是固定式，它设置在各种车型断面相同或相似的位置；二是切换式，在不同车型断面相差很大的情况下，利用切换式夹具分别适应不同车型的定位夹紧，有旋转和移动两种方式。如图所示。
a.上下移动切换夹具
b.旋转切换夹具 图4－ 柔性焊装夹具
2．自动焊接装置（AUTO GUN）
由于手工焊接劳动强度大，生产率低，且焊接质量难以保证。随着焊装生产线自动化程度的提高，它逐渐被自动焊接装置所代替。自动焊接装置是由自动焊钳及其附属设备组成，相比焊接机器人而言，它的投资少且焊接接近性好，是我国汽车车身焊接的发展方向。
根据冲压件上要求焊接的焊点数目和位置不同，其自动焊钳的布置方式也不相同。当只需要焊接一个点且焊钳与焊件之间不会发生干涉时，可将焊钳简单布置成固定形式，但在大多数场合下为了避免焊钳与焊件的运动发生干涉，需将它设计成转动式或平移式，而且平移式的自动焊接装置还适用于焊接一条直线上的多个焊点。如图
所示。
a.固定式
b.旋转式
c.平移式
图4-自动焊接装置
3．点焊设备（SPOT WELDER）
为了满足不同用户的要求，根据成本以及焊接自动化程度的不同，可以选择不同的焊接方式，主要有手工点焊PSW（Portable Spot Welding），自动点焊ASW（Auto Spot Welding），机器人点焊RSW（Robot Spot Welding）。如图4-
所示.4．车身总成工位（MAIN BUCK）
车身总成工位是主焊线上的核心工位，它是将地板总成、左右侧围总成、顶盖总成、通风罩及仪表板和后行李台总装焊接，形成车身焊接本体。其侧围上料方式主要有移动式，旋转式，移动翻转式，2－4位翻转基座式。
a.手工点焊
b.机器人点焊 图4-
点 焊 设 备
如图 所示。它的特点是利用伺服电机和齿轮马达驱动实现翻转，而移动和旋转一般依靠气缸或液压缸提供动力。a.移动式
b.旋转式 c.移动翻转式 d.4位翻转基座式 图4-车身总成工位
5．自动输送机械（AUTO FEEDING MACHINE）
自动输送机械主要用于被焊零件在线与线或工位与工位之间的移动。它主要有两种结构型式：连杆型和气缸型。
连杆型结构是以电葫芦作为驱动力，伸缩连杆用铰支销连接，它可用于比较大的行程要求，而且安装时高度空间占用少。如图－a所示。气缸型结构是以气缸作为驱动力，它能够高速准确定位，并且简单、可靠，但在安装时要求有足够的高度空间。如图－b
a.连杆型结构
b.气缸型结构 图4-自动输送机械 6.传送机构（SHUTTLE）
传送机构可以设置在主焊线、移动线、地板线和侧围线中，用于将零件快速准确地移送到要求的位置。根据传送机构相对于被焊零件的空间位置可以分为底置传送机构（UNDER BODY SHUTTLE），顶置传送机构（OVER HEAD SHUTTLE）和侧置传送机构（SIDE SHUTTLE）。传送机构的工作原理如图4－ 所示，一个循环包括上升前进 下降后退四个动作环节，每往复 运行一次，工件随之向前传送一 个工位。因而它主要由升降机构 和送进机构组成。
升降机构有自顶升方式和同步 顶升方式两种。自顶升方式是导柱
导套导向，气缸直接顶升，它结构
图4-传送结构工作原理
简单，成本低，适用于中小件的分总成焊装线。同步顶升方式主要有四连杆机构和齿轮齿条结构，其工作原理分别如图4-a，b所示，气缸为动力源。送进机构大多由电机驱动，其安装方式有两种，一种是将电机安装在被举升的托架平台上，电机通过减速机与齿轮齿条机构连接，直接控制托架的平移运动；另一种则是将电机安装在固定的平台上，通过万向连接扭杆连接齿轮齿条机构，它可以减轻举升重量，但万向杆要传送扭矩，同时又要上下摆动，有较大的功率损耗。如图4-所示.a.电机安装在升降平台上
b.电机固定安装 图4-送 进 机 构
7.升降机（DROP LIFTER）
升降机用于上下方向将零件、小车或零件物架装载（或卸载）到传送机构中。它主要有两种型式：一种是将台车或物架装载（或卸载）到焊装线的
（a）
.台车装卸升降机
（b）.零件装卸升降机 图4-升
降
机
起始或终止工位；另一种是用于上料或卸料，它适用于任何传送系统中。如图
所示。8．折边机（HEMMING PRESS）
折边机是一种液压控制的压力设备，它的压力大于100吨，用于车门、发动机罩、行李厢盖焊装线上内外板的包边。根据不同的车型，可通过更换模具进行生产。9．机器人系统
在白车身焊装生产线中利用多轴机器人进行二氧化碳焊接、点焊、涂胶和上下料，大大提高了焊装生产线的自动化程度和生产效率。10．电控系统
随着焊装生产的机械化和自动化水平的不断提高，要求在高效生产的同时能保持稳定的焊点质量，并能通过报警及时发现焊装线在生产中出现的故障，立即予以排除。为此，需要建立一套控制系统，能够及时了解整条焊装线上各工位的工作情况，并能对点焊过程出现的一些外界影响因素自动补偿。
在汽车焊装线的控制中广泛应用可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller），它具有响应时间快、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺而改变、易与计算机接口、维修方便等优点，而且体积小、寿命长，抗干扰能力强。
四．
车身焊装线的型式 根据焊装夹具的工位布置以及与传送机构是否分离，可将焊装生产线分为以下几种型式： 1．
独立工位
各工位独立操作，相互无关联，零部件采用人工搬运、储存。它一般用于批量不大且装配件数量少的组合件焊接中，如顶盖工位的焊接。2．
流水线方式
将各工位有序地排列起来，工位间的工件采用电动或手动搬运工具搬运，基本上无中间储存环节。它一般用于批量不大，但装配件数量多，需要采用分散装配焊接方法进行操作的分总成焊接中。如哈飞HFJ6330A的侧围焊装生产线，北汽福田BJ6480地板焊装线都是采用这种方式。3．
贯通式焊装线
将各工位等距离排列，工位间的工件采用自动传送机构进行传输，焊装夹具与工件传送机构呈分离状态，焊装夹具处于静态，工件在静态下装夹和施焊，容易保证定位精度。
这种焊装线在国内外汽车车身制造中使用普遍，适合于专用焊机的配置和悬挂点焊机的手工操作等工艺方法。
长春一汽原CA-10B驾驶室总成装配线是一条比较典型的贯通式焊装线，是由固定焊装台、悬挂式点焊机及间隙式双轮链式传动机构组成。如图所示。图4-CA-10B驾驶室总成装配线
全线共有六个工位，其中有四个焊装台，一个电弧焊转台及一个翻转电弧焊台。线上配有16台悬挂式点焊机和两台直流弧焊机。生产节奏为4min/辆，全线共18～20人。工序内容如下。
（1）
第一工位：将地板总成、前围骨架总成（前围内盖板及发动机挡板总成）及后围骨架总成装配在一起，以地板及门洞夹具定位，点焊10处。点完后再装配四个门铰链。
（2）
第二工位：是电弧焊工位，设有顶起及回转夹具。主要是焊接驾驶室骨架总成的加强处。（3）
第三工位：是焊接工位，焊接地板和发动机挡板连接处。
（4）
第四工位：是覆盖件装配焊接工位，将前围（上盖板及左右盖板总成）、顶盖总成、下后围及风窗支柱等装配到驾驶室骨架总成上，并焊接门洞及前风窗口的焊点。
（5）
第五工位：装配焊接左、右门槛总成，并焊接后风窗口，前围盖板和发动机挡板连接处，下后围和地板连接处。
（6）
第六工位：将驾驶室翻转90，焊接门槛和前、后围连接处，并以电弧焊加固地板连接板、发动机挡板和地板处。
随着产量的增加，还可适当增加工位，将装配和焊接工作量进行调整。
图4－所示为东风汽车公司EQ1141驾驶室焊装线。该线采用抬起步伐式往复输送方式，这种焊装线输送平稳，定位精度高，占地面积小，分总成上线方便，可适用于悬点、多点、机器人以及气体保护焊的焊接，是国内外汽车厂家普遍采用的新 型焊装线。该线传送装置的升降 采用凸轮铰链式，用双向气缸推 动升降臂，可将传送装置抬起
810mm，前后输送采用往复式输
图4－EQ1141驾驶室焊装线
送方式，用变频电机作为动力带动齿轮，使与其啮合的齿条前后运动，来完成驾驶室的输送工作。电控系统采用了可编程序控制器，可控制装配线的同步抬起和落下、输送装置的往复运动、车型的识别、驾驶室固定位置的检测以及故障诊断等。
该焊装线有11个工位，工位间距5m，传送速度20m/min，重复传送精度为0.5mm，传送时可低速起动，高速输送，低速接近终点。可生产各种系列的驾驶室。
图4-所示是济南重汽斯太尔驾驶室地板带骨架总成焊装生产线，由烟台宇信科技公司设计制造。年生产能力为12500辆份，生产节拍为8.16分/辆份。左右地板总成线各一条，这两条线的布置和结构完全一样，焊装线全长14米，三个工位，工位间距为3米。
图4－
济南重汽斯太尔驾驶室地板焊装线
一工位左右地板共用一台机器人焊接，并设计有自动旋转工作台，将一工位焊接好的零件旋转180后传送到二工位进行上料焊接；二工位左右地板也共用一台机器人焊接，一二工位采用人工辅助上料；三工位为人工补焊及下料工位，一二工位未焊的熔焊缝在三工位用二氧化碳焊接，三工位设置顶升装置，以方便操作工人将焊完的地板总成悬挂于人工输送链上。
两台点焊机器人是ABB公司的IRB6400R/150/M2000垂直多关节6轴机器人，由交流伺服电机驱动，重复定位精度为0.1mm，各轴的自由度分别为：180，－70～＋85，＋110～－28，360，120，300。为了防止机器人误伤操作者，一二工位设置有光栅传感安全装置。
三个工位之间工件传输采用升降往复杆机构自动传送，其动作顺序为上升前进下降后退。上升下降采用气缸直接驱动方式，前进后退采用马达齿轮齿条机构驱动，并采用变频器调整速度，且设有前后进锁定机构、限位机构、缓冲机构和检测机构。往复杆机构的功能为在三个工位之间自动传输已焊接好的工件，其重复定位精度为1 mm。
焊装流程是：工位1——装入轮罩总成、地板总成、纵梁总成、轮罩支撑梁、踏板支架，机器人焊接150个焊点；工位2——装入门槛下挡板总成、前内横梁总成，机器人焊接146个焊点；工位3——人工二氧化碳补焊8处，半自动下料。
这条焊装线通过各工位的柔性夹具可实现三种车型的驾驶室地板生产。
图4－所示是法国雷诺汽车公司R16轿车侧围焊装线，由法国西雅基电焊机厂设计制造。
图4－ 雷诺R16轿车右侧围焊装线
左右侧围总成各一条，这两条线的布置及结构完全一样，焊装线全长20m，5个工位，操作工人7人，生产节奏1min。全线布置有四立柱式多点焊机1台，悬挂式点焊机9台，焊点250点。工件用往复杆传送。焊装时，侧围外表面朝下。
第一工位——将整体的侧围外板装入，同时装上后柱下段和中柱的厚加强板，3人用悬挂焊钳点定后，焊装台下降，把工件留在往复杆上，传送至第二工位。
第二工位——焊装台托起工件，并回转到接近垂直位置，由1人用2台悬挂焊钳将内部焊点全部补齐，焊后台面回至水平位置并下降，以便工件传送。
第三工位——将后内挡泥板及其加强板合件装入（此合件是在附近的三台转台式焊装台上用焊钳预先焊装好，并在后内挡泥板搭边处涂上密封胶），再将上框内板装入，然后用两把焊钳自动点焊，另有两人用焊钳手工点焊。
第四工位——多点焊。分四次点焊140点。
第五工位——由1人用两台悬挂点焊机进行补焊，焊好的侧围总成下线。
图所示为日本日产轿车车身焊装线。全线有7个工位，7个操作工人，生产节奏为1.2min，月生产能力为16000台。每台焊点280点。
图4－日本日产轿车车身焊装线
该车身总成由底板带前端总成、左右侧围总成、顶盖及一些上下窗框、外板等组成，如图
所示。焊装流程是：工位1——装入底板。工位2——空位。工位3——预装。将左右侧围总成，前风窗上、下框，后围上、下外板装入并点定。工位4——多点焊，焊点166点。工位5——补点焊。工位6——装顶盖及补点焊。共补焊114点。工位7——下线。
图4－ 日本日产轿车车身焊装流程
这条贯通式焊装线的特点是将构成车身壳体所需的底板——前端总成、左右侧围总成、前后风窗的上下框等所有零部件，在一个工位上一次预装定位，然后进行多点焊及补点焊。这样可节省人力。4．
台车式焊装生产线
台车式焊装生产线中焊装夹具处于动态，它设置在台车上随其一起运动。根据台车上夹具的布置不同适合于生产不同的车型，是典型柔性车身焊装线的型式。
如图为台车结构，它是由台车座、焊装夹具、供电供气装置、运动滚轮和定位制动装置组成。根据台车驱动方式不同可以分为牵引式台车和自驱动台车，牵引式台车是通过移动装置来实现台车的横向和纵向移送；自驱动台车则是通过台车上的电拾取装置与自驱动系统来完成台车的环线移送。
图4－
台 车 结 构
台车式焊装线是由主焊线和储存线连成的闭环线，其储存线连接主焊线的首尾，完成空台车循环输送和备用台车的存放，多个车型的台车可以并行存放。台车式焊装线的布局型式主要有以下几种：（1）
椭圆形地面环形线
如图所示，台车行走的导轨首尾相连，台车可连续循环使用，传送位置最简单，但是设备占地面积较大。（2）
矩形地面环形线
如图所示，台车可通过两端的横向移动装置前进或返回到原始位置，设备占地面积较小，但移动装置复杂。
图4－
椭圆形地面环形线
图4－
矩形地面环形线
（3）
上下环形线
如图所示，有高架式和地坑式两种。高架式台车线是通过两端的升降装置从空中台车储存线回到地面进入主焊线；地坑式台车线将台车储存线放入地坑中，由提升装置将台车提到地面进入主焊线。这种台车线占地面积小，但传动装置比较复杂。
图4－高架式上下环形线
图4－
地坑式上下环形线
（4）
门框式焊装线
门框式焊装线实际上是一条闭式循环的悬链，悬链下悬吊着一个个“门框”，一个“门框”就是一台悬吊式的焊装夹具。在英国利兰汽车公司的莫里斯－玛丽娜牌轿车车身焊装线上应用了这种焊装线，设计产量是每周5000辆，左右侧围总成各有一条焊装线，每条装有44台“门框”，如图4－所示。以右侧围为例，AB段共有20个工位，将右侧围零件依次装入“门框”
图 4－
“门框”式焊装线
内，定位夹紧后用悬挂式点焊钳进行点焊。AB段安排在正对车身环形焊装线EF的直线段的阁楼上。焊好的右侧围总成随同“门框”从阁楼沿悬链的BC段下降到C处，开始靠近车身环形焊装线的台车，这时“门框”上线。在CD段“门框”的移动与车身环形焊装线台车同步，把“门框”夹紧于车身台车上，并将侧围总成焊于地板上，再经一系列的车身焊装工作后，空的“门框”在D处与车身线脱离，并沿悬链的DA段上升，返回到原来A处继续进行右侧围的焊装。左侧围的焊装线和右侧围焊装线一致。
五． 车身焊装生产线中的先进技术
随着汽车工业的发展，汽车生产的效率越来越高，汽车的改型、变型也越来越快，因而无论是对车身设计还是焊装生产线都提出了更多更高的要求。为了适应世界汽车由大批量生产向多品种、小批量生产转化的发展趋势，在车身焊装生产线上运用了许多先进技术。1．柔性制造系统FMS（Flexible Manufacture System）
小批量多品种的生产方式对于满足需求的多样化和减少库存量有益，但不利于降低成本和缩短交货期。为了解决这个矛盾，要求在同一条焊装生产线上装配焊接不同型号的车身产品，即进行柔性设计和制造。尽管它一次性投入的资金比较大，但它具有换型生产简单快捷、开发时间短、二次投入费用少和生产效率高等优点，从长远来看能缩短设备制造周期，能更加适应市场对各种汽车的需求，更能体现经济效益。2．并行工程CE（Concurrent Engineering）
传统的串行开发模式是市场设计生产，各阶段工作按顺序进行，一个阶段工作完成后，下一阶段的工作才开始，尤其是设计工作独立于生产过程，设计错误往往要在设计后期，甚至在制造阶段才被发现，这就形成了设计制造修改设计重新制造的大循环，导致产品制造周期较长，成本过高，质量无法保证。并行工程则是设计、制造、装配重叠并行进行，这种工作模式使产品在开发的全过程中，各部门相互协调，紧密联系，使开发者一开始就考虑到产品全生命周期的所有因素，包括质量、成本、进度与用户要求。汽车焊装线是由许多焊装工位及焊接设备、工装、传输设备组成，根据设备制造、购买周期不同，以及装配顺序不同进行项目设计制造管理，使设计、制造、装配过程重叠进行，缩短整个产品制造周期。3．
虚拟设计VD（Virtual Design）
在电子计算机技术和虚拟现实技术的推动下，虚拟设计迅速地发展起来，它不仅能提高设计效率，而且有助于开拓新的设计思路，对于产品创新设计和常规设计都具有非常重要的意义。虚拟设计系统不再使用传统的二维交互手段进行建模，而是直接进行三维设计。
传统的二维焊装夹具设计是将三维车身数据的二维断面作出，再在二维CAD中设计，最后组装在一起进行装配干涉
第二篇：汽车车身焊接工艺设计教案
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浅析汽车车身的焊接工艺设计
在 汽车厂中，焊接生产线相对于涂装线和总装线来说，刚性强，多品种车型的通用性差，每更新换代一种车型，均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设 计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”，涉及的专业知识较多，如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等，从宏 观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展，具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因 此，焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位，是产生高性价比焊接生产线的关键。
1、车身焊接工艺设计的前提条件 1.1产品资料
a.产品的数学模型（简 称数模）。在汽车制造行业中，一般情况下用UG,Catia,ProE等三维软件均能打开数模（如图1），并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计 过程中，将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模，从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图（包 括轴测图），以及可以输出剖面图。
b.全套产品图纸。
c.样车、样件（包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件）。
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d.产品零部件明细表（包括各部件的名称、编号，冲压件的名称、编号、数量，标准件的规格、数量）。
工艺设计时，业主必须提供上述a、b、c中至少1项，d项可以从前3项中分析出来，正常状态下d项（如图2）早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b项，那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。
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1.2工厂设计的参数
工厂设计的参数包括以下几方面： a.生产纲领即年产量；
b.年时基数即生产班次、生产线的利用率等；
c.生产线的自动化程度（机器人＋自动焊钳焊点数／全车身焊点数x 100%=自动化率）；
d.生产线的工艺水平要求（如主要设备选用原则、生产线的输送方式，电气控制水平等）；
e.各种材料、外购件的选用原则（如型材、控制元件、气动元件、电机、减速器）； f.各种公用动力介质的供应方式、能力、品质等参数，建厂所在地的环境状况如温度、湿度等；
g.当生产线布置在原有厂房内时，应收集原有房的土建、公用有关资料，如厂房柱顶标高、屋架承载能力、电力和动力介质的余富程度等。
2、工艺分析 2.1工艺线路分析
根据业主提供的产品资料进行产品工艺线路分析（如业主仅提供样车及样件则需经过样车分析→样车拆解→样车测量→样车再装配过程），完成装焊工艺线路图或爆炸图设计。
2.1.1产品分块
同类型车身的分块基本相 同（一般车身均由地板、侧围、前／后围、门、顶盖等大总成组成），但各总成之间的连接方式及顺序往往有较大区别，合理的分块才能保
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证车身的装配和焊接。例 如，解放平头驾驶室的装配顺序就比较特殊，先形成侧后围焊接总成（左／右侧围与后围形成焊接总成），而后形成驾驶室总成。
2.1.2确定基准
整个车身的设计、制造、检验均建立在同一坐标系上，在车身设计时一般已经考虑到装配、焊接、总装配和搬运过程中所需的基准（孔、面），车身装焊的整个过程必须建立在一定的基准上 才能保证整车的几何形状和尺寸，同时这些基准也是夹具设计、制造、调整、检测和维修的基准。确定基准时应注意以下几个方面：
a.基准的统一性，在焊接过程中基准是逐步传递的； b.基准应便于测量；
c.基准应保证零件的准确定位； d.基准应考虑便于焊接操作。
2.1.3确定车身装配的几何精度及检测的基准面
几何基准是零件或部件的某个明显部位，用来确定该零部件在X,Y,Z坐标系统内的理论位置；准确的部件基准位置用以保证装配的几何形状的准确性，因此基准位置对装配工作非常重要，在研究焊接过程之前需要仔细分析部件的基准，必须与用户一起完成几何形状的分析，由用户确定其基准位置、或由设计人员确定后再取得用户同意。
为了使这些基准能一直保持准确，在夹具制造与安装调试过程中必须严格控制以下几方面。a.在制造焊装夹具时进行调整（检测）；b.在生产时，对装配好的部件的最后几何尺寸进行校核；C．在维修装焊夹具时进行检测。
2.1.4确定装配顺序
车身的每个冲压件、分总成和总成都是按照严格的顺序进行组装、焊接从而完成整个车身焊接的，每个零件的装配顺序必须保证能完成全部焊接工作且便于焊接。
2.1.5焊点分析
表明焊点的主要参数（焊点的数量、位置、幅度、重要程度）是产品设计时决定的，但目前部分业主仅提供产品数模而没有产品图纸。这时，焊点的主要参数需要工艺设计人员确定。
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2.1.5.1定形焊点的确定
相对复杂的工件之间的焊 接，往往需经过组装、补焊的过程完成。在组装工位，由于生产节拍限制、设备数量布置空间需要和夹具有效空间占用等原因，不可能完成全部焊接工作，但必须完 成部分焊点，这些焊点应能保证工件离开夹具时的形状尺寸，这部分焊点称为定形焊点，一般情况下定形焊点占总焊接点数的1/3左右。
2.1.5.2焊点分组
车身每个总成上都要完成许多焊点，在编制工艺时必须对焊点进行分组，即将1把焊钳在1个工作节拍内完成的焊点分为1个焊点组。
2.1.5.3焊钳初步选型
焊点分组工作完成后即可进行焊钳选型，确定焊点组的数量即焊钳的最小数量，根据工件的形状及尺寸确定焊钳的形式（X 形,C形）及喉深、开档、行程、电极形状，焊钳的吊挂形式（横吊、纵吊、转环）根据焊点位置和操作位置确定。焊钳型号的确定要在夹具总图设计完成之后，根 据选定的焊钳制造商提供的型谱进行焊钳型号的选择，对于在型谱中找不到合适焊钳焊接的焊点，需要重新设计焊钳与之匹配。2.2编制工艺过程卡
在具备前提条件下，经过工艺分析，就可以开始编制装焊工艺过程卡。工艺过程卡是装焊线设计、制造和调试整个过程的指导性文件，是装焊线全部工作的基础，装焊工艺过程卡的编制深度和质量对装焊线设计、制造。调试整个过程的质量甚至成败起决定性作用。2.2.1生产节拍
一般生产节拍可按式（1)计算：
T节＝全年工作日x每日班次x每班工时xK1 x K2/年纲领（1）式中，K1 为工时利用率，一般取 0.9；K2为设备利用率，一般取0.8-0.9。
2.2.2工位设置及工位生产周期
工位是构成生产线的基本 单元，工位生产周期必须小于或等于生产线节拍。工位生产周期是从待焊接零部件上料（装件）开始到完成本工位全部作业并将工件取出的整个过程时间，同时应考 虑工时利用率及设备利用率。工位生产周期与操作工人的熟练程度有很大关系，一般准确的工位生产周期需由实测确定，工艺设计旧寸应使所有工位的工位生产周期 尽可能相等并接近生产节拍。
2.2.3工作密度
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工作密度是指一个工位上设置的焊接设备数量及操作工人数量，主要由工件外形尺寸、焊接工艺方法和焊接工作量决定。
a.按工件外形尺寸决定工作密度。
外形尺寸小于1000 mmxl 500 mm，工作密度取1；外形尺寸小于2 000 mmxl 500 mm，工作密度取1-2；外形尺寸小于3 000 mmx 1500 mm，工作密度取2-3；外形尺寸小于6 000 mmx 1 500 mm，工作密度取3-4.b.按照焊接工作量和生产节拍确定工作密度。2.2.4工时定额估算
工时定额＝焊接工作时间＋辅助工作时间
每一工位或工序的时间定额一般由装件、夹具动作夹紧、焊接、松开夹具和将工件送至下一工位的时间累计构成，也可用焊接时间放大而得出，即概算定额，工序时间定额（工时）＝焊接工作量÷焊接速度xK。
以下是几种焊接方法焊接速度的一般状况估算值，其焊接速度与焊点及焊缝的间距、分布、焊钳及焊枪的接近性、工人操作难易程度等有一定的关系，故仅供工艺编制参考。a.手工焊钳点焊15点/min;b．机械手焊钳点焊20点/min;c.C02半自动焊300 mm/min;d.机械手C02自动焊400 mm/min;e.螺柱焊（手工8 个/min;f.凸焊螺母（手工）3个/min;g.铜钎焊100 mm/min。
2.2:5工艺卡的内容
a.焊件（总成或合件）简图一般为轴测图（立体图），图中：应标出进入装配冲压零件的名称、图号及数量；同时要标出焊点的位置、数量，甚至施焊的顺序；各种标准件如螺母、螺柱、支架等位置、数量及焊接方法。b二工艺过程描述：从工件（零、合件）的装入、定位夹紧、焊接及焊后将合件送往下工序的整个过程，按先后顺序既简单又全面的描述。
c.工序所采用的夹具、设备、辅具及工具的名称、编号及数量作定性及定量分析。
d.给出工序的时间定额，甚至分每一工步给出，而工时的确定有如下几种方法：凭经验；采用人工模仿，秒表测定；计算机仿真。
2.2.6工艺卡的格式
工艺卡格式见焊接工艺卡附表（如表1）。
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2.2.7工艺卡编制的工作量
以三厢轿车为例估算：简图约100张，工艺卡约200张，需要3个有经验的能够独立工作的技术人员花两个月的时间完成。
3、工艺设计
工艺设计是焊接生产线设计的基础，其他专业（机械化、非标设备、土建、公用、电控）设计均以工艺设计文件为指导，工艺设计文件的深度必须满足相关专业的设计需要。工艺设计文件一般包括以下内容。
3.1工艺设备安装图
标明工艺设备安装位置、设备外形、编号，原材料、半成品、成品存放地及通道，工人操作位置，预留面积（如果有），起重设备质量、跨度、轨道线，机械化运输悬
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链、单轨等的范围轨迹，水、电、气供应点及局部通风位置的坐标等。
3.2设备明细表 3.3焊机、时控箱布置图
表示焊机、时控箱及相关设备的型号、数量、安装位置、安装方式、接管尺寸等内容，供公用各专业设计支管线和焊机、时控箱安装时使用。简单的装焊线可直接在车间工艺设备安装图中表示。
3.4焊钳、平衡器布置图
表示焊钳、平衡器的型号、数量、安装位置、吊挂方式，供焊钳安装使用。简单的装焊线可直接在车间工艺平面图中表示。
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3.5滑轨、滑车布置图
表示滑轨型号、长度位置，滑车形式、尺寸、位置、数量，供机械化专业设计滑轨、滑车安装图使用。简单的装焊线可直接在车间工艺设备安装图中表示。
3.6标准设备订货任务书 3.7非标设备设计任务书
说明对机械化运输方式的要求，与机械化相关的吊挂要求，设备长、宽、高及其技术要求，工艺参数，最大工件尺寸、面积和质量等。
3.8夹具设计任务书
夹具设计任务书（如图3）是夹具设计的指导文件，也是夹具最终验收的依据，所以夹具任务书一定要得到甲方的认可并签字。
3.8.1编制的前提条件
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a.已编好的工艺卡，认为确实可行并得到用户的认可。
b.按合同与业主商定的技术条件，如手动或气动，外购件的来源等。3.8.2编制步骤
a.根据工艺卡了解装配顺序、焊接顺序、焊钳类型、操作位置来确定工件的位置，以及工作台面的高度，同时确定台面是固定或是可旋转（水平或垂直），是否需要带举升取件的装置。
b.确定进人装配的零部件定位及夹紧点，并表示出来，给出序号。c.确定定位销及支承夹紧器的形式，并将断面图画出。d.确定测量点及计算出其数据（理论数据）。3.9检具设计任务书 3.10工位器具设计任务书
工位器具设计任务书是工位器具设计的指导文件，也是工位器具最终验收的依据；工位器具任务书必须符合设计深度要求，必须经业主签字确认后方可进行工位器具设计。说明放置工件的名称、编号、数量，工件放置形式、运输形式，必要时画出简图及注明尺寸。
3.11公用管道司令图
用以指导厂房管线设计的管线总体布置：规划图，避免管线之间或管线与建筑物／构筑物之间直接相碰或不满足规定的安全距离要求。
3.12车间土建资料 3.13 车间公用资料
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4、工艺设计的主要注意事项
a.汽车车身在装焊过程中，合理分块非常重要，而车身总成的分块大体相同，但往往对头接缝处有所变化，要认真分析。分块决定夹具的套数、工艺流程，是工艺设计的第一步。
b.工艺设计不能只顾眼前，应该远近结合、滚动发展，做到近期合理、远期可行。c.要充分考虑混线生产的可能性，在夹具设计任务书和工艺设备选型上尽可能柔性化。
d.生产方式尽可能精益，尽量减少在制品存放，大型外覆盖件的物流尽量短；灵活布局车间内的各条生产线，使各生产线之间工件输送及与其他车间的衔接尽量短捷、顺畅，提高生产效率。
e.生产线的布置要考虑空中机械化运输设备和水、电、气管线布置流畅。f.小件生产尽量集中布置，提高设备利用率。按照工艺流程在线旁布置小件的模式，从节约成本的角度看是不可取的。
g.焊钳的选型不容易做好，在焊接生产线调试过程中更换5%的焊钳是比较低的，故需要进行三维焊钳与夹具的焊接过程动态模拟，提高选型准确性。
h.有条件的项目建议应用数字化工厂软件虚拟焊接车间，将以往设计中不宜发现的问题经过计算机仿真，较早地被发现和解决，提高设计方案、图纸的准确性和节拍平衡。
i: 工艺设计不能脱离生产管理系统，计算机系统在那些工位取得生产信息，就要求在设备定货技术任务书明确功能及接口条件。
5、结束语
焊接工艺设计涉及的知识 领域宽，受到制约同样比较多，比如产品系列、用户观
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念、工艺水平、质量精度要求、周边物流状况、投资限制、原有厂房及厂区等，因此要求工艺设计人员见多识 广。生产线技术水平和自动化率不是越高越好，也不是生产线投资越低越好，在保证产品质量的前提下，高性价比的焊接生产线是工艺设计永恒的追求目标。随着我 国汽车行业自主品牌的不断增加，焊接工艺设计也必实现由国外设计多而转变成国内设计多，将会有更多的自主品牌焊接生产线得到广泛应用。
——四川绵阳理工学院
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第三篇：现代汽车车身焊接方法
现代汽车车身焊接方法
汽车制造业是焊接应用最广的行业之一，其中主要的焊接方法如下：
1.气体保护焊
用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。CO2气体保护焊作为一种高效的焊接方法，以其焊接变形小和焊接成本低的特点，在我国汽车业获得了广泛的运用。但CO2气体保护焊在实际应用中还存在一些问题：以CO2气保焊中应用最为广泛的短路过渡形式为例，电弧电压、焊接电流或焊接回路电感匹配不当，或焊丝干伸长度不合适，都可能造成焊接电弧不稳定、飞溅以及未焊透等，对焊缝成形、焊缝的机械性能有较大影响。另外，短路过渡焊接时对焊接电源的动特性要求很高。如果选型错误，稳定焊接电弧的参数范围狭窄，会影响焊接的质量。
2.电阻焊
电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，目前广泛应用于汽车制造中。
在点焊过程中，影响焊点质量的因素有：焊接电流、焊接压力、电极的端面形状、穿过电极的铁磁性物质及分流等。特别在阻焊设备较多的焊接车间，同时工作的焊机相互感应，对电网产生影响，导致焊接质量的稳定性和一致性较差。因此，电阻点焊控制技术显得尤为重要。目前，控制模式已由单模式控制发展为多模式控制，调节参量已由初始的单变量调节发展为多变量调节，在焊接过程中可同时对焊接电流、焊接时间和焊接压力进行调节。
3.激光焊
激光焊是利用激光器受激产生的激光束，通过聚焦系统并调焦到焊件接头处，将光能转换为热能，使金属熔化形成接头。与传统的点焊相比，激光焊接在焊接精度、效率、可靠性、自动化、轻量化和降低成本等方面都具有无可比拟的优越性。激光焊接被认为是21世纪最有发展前景的制造技术之一。
激光焊接设备的关键是大功率激光器，目前主要有两大类，一类是固体激光器，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，适用于柔性制造系统或远程加工。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，以分子气体作工作介质，可以连续工作并输出很高的功率。
汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊和零件焊接，例如顶蓬与侧围的焊接。但激光焊接要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。否则很容易造成焊接缺陷。
以激光焊接为代表的精量化焊接生产方式用一种新的技术理念促进了汽车焊接技术的进步。此外，一些新的连接方法也率先在汽车制造中获得应用。如变极性MIG／MAG焊接方法、激光-电弧复合焊接方法、磁脉冲焊接方法、胶接和机械连接方法等都已开始成功地应用在各类新车型的制造中。
第四篇：张伟-铝合金车身的激光焊接工艺设计
铝合金车身的激光焊接工艺设计
一
前言
激光焊接的原理：
光子轰击金属外表形成蒸汽，蒸发的金属可防止剩余的金属被金属反射掉。如果被焊金属有良好的导热性能，那么会得到较大的熔深。激光在材料外表的反射、透射和吸收，本质上是光波的电磁场与材料相互作用的结果。激光光波入射材料时，材料中的带电粒子依着但矢量3的步调振动，使光子的辐射能变成了电子的动能。物质吸收激光后，首先产生的是某些质点的过量能量，束缚电子的激发能或者还有过量的声子。这些原始激发能经过一定过程再转化为热能。
激光的分类：
分为连续激光焊和脉冲激光焊。连续激光焊在焊接过程中形成一条连续的焊缝。脉冲激光焊接时，输入到工件上的能量是断续的，脉冲的，每个激光脉冲在焊接过程中形成一个圆形焊点。
激光焊接设备及技术参数：
激光焊接设备包括：激光器、光束传输和聚焦系统、气源、电源、工作台和控制系统
技术参数包括：激光波长、最大输出能量、重复率、脉冲宽度和激光工作物质尺寸
激光的应用：
在汽车车身制造方面的应用：
汽车车身是整个汽车零部件的载体，车身制造质量的优劣对整车质量起着决定性的作用。在汽车车身制造方面，激光焊接成为了一种固定的成形方法，适用于量体裁衣地制造半成品。世界一些著名汽车公司，如宝马、通用、福特、本田、丰田、菲亚特、雷诺、沃尔沃以及克莱斯勒公司等都广泛采用了激光拼焊工艺，而且所生产的轿车车身均由激光拼焊板冲压而成。在我国，武汉钢铁公司采用激光焊接技术进行汽车用超宽钢板的拼接。
激光拼焊是将2-3
块精确裁剪、物理化学性能、外表状态、厚度各不相同的板材拼焊在一起，然后再把这种半成品冲压成车身零件。采用激光拼焊工艺获得的焊缝质量优良，焊缝转接也较为平稳，使车身零部件的抗冲击性和抗疲劳性得到了显著改善。
总的说来，激光焊接技术在车身制造中的应用大大减少了结构件和零配件的数量，从而减轻了汽车质量；提高了车身的尺寸精度和耐腐蚀能力，增加了汽车结构的可靠性、稳定性和平安性；在改善车身质量的前提下，不仅减少了装配工作量，而且还减少了成型工具、冲压机的工装投资以及运输、储存金属材料的费用，节约了制造本钱。
铝合金激光焊接技术的研究现状及
5.1开展前景：
由于铝合金对激光的高反射和自身的高导热性,铝合金激光焊接对激光器的输出功率和光束质量要求很高。因此,铝合金激光焊接技术的开展必然与激光器的开展紧密联系在一起。大功率CO2
激光器光束质量的改善和短波长YAG激光器输出功率的提高将大大改善铝合金的激光焊接性
。采用双光束或多光束激光焊接技术通过扩大激光焊接小孔的开口,可以提高焊接过程中的稳定性,改善焊缝成型。
针对铝合金激光焊接过程的稳定性及焊缝质量的问题,当前,国际上铝合金激光焊接的研究热点是采用所谓的复合工艺,即将激光与电弧焊接结合起来。这种复合工艺早在20
世纪70
年代末就已经提出,但因为电弧的引入增加了焊接的热输入,从而必然使焊接热影响区和热变形增大。因此,“激光与电弧〞这种复合工艺在铝合金的焊接方面是否具有工业应用前景还需深入研究。
最近有人发现在CO2
激光熔池中存在幅度为几安培的固有电流,在焊接区施加一定的外磁场可以影响熔池的流动状态。因此,采用某种形式的外磁场有可能改善铝合金激光焊接过程的稳定性和焊缝质量。
另外,还有人采用辅助电流的铝合金激光焊接技术。即通过附加电极或通过填充焊丝向焊接熔池提供辅助电流,借助辅助电流在熔池中产生的电磁力控制熔池的流动状态,实现熔池中热量的重新分配,到达强化激光能量的有效利用率、提高加工效率之目的。同时利用辅助电流在焊接熔池中形成的磁流体效应使熔池**不定的运动变得有序和可控,从而改善焊接过程的稳定性,提高焊缝质量。通过试验证明,焊缝深度最高增加约32
%,面积增加约20
%,而焊缝宽度减少约28
%。这一技术很有可能在未来的铝合金激光焊接中起到重要作用。
激光焊接技术开展到今天,其逐步取代传统焊接方法的趋势已不可逆转。在21
世纪,激光焊接技术在材料领域必将起到至关重要的作用。当前,可持续开展战略已成为各国经济开展的重要战略,节能、环保已成为科研工作的两大主题。因此,铝合金成为航空、航天、汽车工业中一种非常有竞争力的材料,德国和日本等公司都已投入巨资进行激光焊接
铝合金的研究。
尽管铝合金激光焊接技术中的工艺还不十分成熟,但存在的问题是可以解决的。随着研究的深入,铝合金激光焊接的工艺参数将得到进一步优化。
5.2
铝合金焊接的特点
铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50
%以上。铝合金焊接有几大难点:
①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍;
②铝合金外表易产生难熔的氧化膜（Al2O3
其熔点为2060
℃）,这就需要采用大功率密度的焊接工艺;
③铝合金焊接容易产生气孔;
④铝合金焊接易产生热裂纹;
⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;
⑥率铝合金热导大（约为钢的4
倍）,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2～4
倍。因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。
5.3
铝合金的激光焊接
铝及铝合金激光焊接技术（Laser
Welding）
是近十几年来开展起来的一项新技术,与传统焊接工艺相比,它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点,特别对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并极大地降低热输入,从而可提高生产效率,改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,那么可以得到实现。激光焊接铝合金有以下优点:
①能量密度高,热输入低,热变形量小,熔化区和热影响区窄而熔深大;
②冷却速度高而得到微细焊缝组织,接头性能良好;
③与接触焊相比,激光焊不用电极,所以减少了工时和本钱;
④不需要电子束焊时的真空气氛,且保护气和压力可选择,被焊工件的形状不受电磁影响,不产生X
射线;
⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接;
⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输,从而使工艺适应性好,配合计算机和机械手,可实现焊接过程的自动化与精密控制。
现在应用的激光器主要是CO2
和YAG
激光器,CO2
激光器功率大,对于要求大功率的厚板焊接比拟适合。但铝合金外表对CO2
激光束的吸收率比拟小,在焊接过程中造成大量的能量失。YAG激光一般功率比拟小,铝合金外表对YAG激光束的吸收率相对CO2激光较大,可用光导纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。因此采用YAG激光器焊接。
在焊接大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,那么可以得到实现。图1激光焊接时的小孔形状。图2为激光深熔焊示意图。
图1 激光焊接时的小孔
图2
激光深熔化焊
铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸收很弱,对CO2
激光束（波长为10.6μm）
外表初始吸收率1.7
%;对YAG激光束（波长为1.06
μm）吸收率接近5%。图3
为不同金属对激光的吸吸收率小,热收率。由于导率高,在实际铝合金焊接过程中,一定要保证良好的光束聚焦,同时还要用高功率密度的高能激光束进行照射。铝合金激光焊接时,产生深熔焊,激光功率必须到达一个特定的阈值,这就对激光器提出一定的要求,也是激光焊接的一个难点。铝合金的电离能低,局部牌号焊接过程中光致等离子体易于过热和扩散,焊接稳定性差。焊接铝合金就一定要求激光束的能量密度高和光束的聚焦性能好。铝合金又是典型的共晶合金,在激光焊接的快速凝固过程中更容易产生热裂纹。激光焊接熔池深宽比大,气泡不易上浮析出,容易产生气孔。液态铝合金的流动性好,外表张力低,焊接过程的不稳定造成焊接熔池剧烈震荡,易产生咬边、成形不连续,严重时造成焊接过程中的小孔突然闭合而在焊缝中产生直径较大的工艺孔洞（Process
Holes）,或小孔在闭合前由向外喷发的等离子体将液态金属吹出熔池而形成所谓的喷射孔洞。
图3 不同金属对激光的吸收率
5.4
YAG激光焊接
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
常用的激光焊接方式有两种：脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。
l、激光焊接加工方法的特征
A、非接触加工，不需对工件加压和进行外表处理。
B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。
C、短时间焊接，既对外界无热影响，又对材料本身的热变形及热影响区小，尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。
D、不需要填充金属、不需要真空环境〔可在空气中直接进行〕、不会像电子束那样在空气中产生X射线的危险。
E、与接触焊工艺相比．无电极、工具等的磨损消耗。
F、无加工噪音，对环境无污染。
G、微小工件也可加工。此外，还可通过透明材料的壁进行焊接。
H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以到达的部位、多路同时或分时焊接。
I、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。
J、很容易搭载到自动机、机器人装置上。
K、对带绝缘层的导体可直接进行焊接，对性能相差较大的异种金属也可焊接。
二
焊接工艺：
1.缝材料的要求和钢-铝激光焊焊接材料的选择
1.1对焊缝材料的要求:
1.防锈性能稳定；2.较好的延展性；3.与钢材很好的润湿性；4钢材和焊缝材料有很好的连接性；5.铝材和焊缝材料有很好的可混性。
1.2
钢-铝激光焊焊接材料的选择
很多元素都与钢材有很好的润湿性，如Cu,Ni,Co,V,Ca,Ag,As和Au等，所以关键是看与铝材的润湿性。图1所示为与钢、铝有很好连接性的金属，从图中相交位置发现像Cr,Mn,Zn,Si和Ag这些金属与钢、铝的连接性都很好。对镀锌钢板和铝合金的连接，应最先考虑锌基的焊接材料。锌基合金可用来制作填丝，以得到很好的焊缝材料。
对锌铝合金而言，最好的材料性能可在ZnAl6~ZnAL22.3之间获得，对相近的ZnAl5而言，可得到富Al的α混合晶体，而ZnAl22可得到富Al的β混合晶体。由于连接时局部铝材会熔化，考虑将ZnAl2作为填丝，以
得到ZnAl6~ZnAl22.3之间的焊缝材料。
图4
钢、铝有很好连接性的金属
其他合金元素〔如Mg〕
可以提高锌铝合金的抗腐蚀性能，因此在合金中w〔Mg〕可为0.05%。Cu通过混合晶体的生成可以提高强度和蠕变特性，也对抗腐蚀性能有改善作用。w〔Ag〕1%~5%可以改善ZnAl合金的可变形性能。Bi能增加ZnAl合金的润湿性。在此将研究ZnAl，ZnAlAg，ZnAlBi，ZnAlCu,这些合金的性能和以它们作为焊丝得到的焊缝材料的性能。
2.钢-铝薄板激光焊接的过程
母材中镀锌钢板采用DX56D+Z，铝板采用AA6016〔〕或其改良的材料品种AC120PX，在T4状态下即未经过热处理的状态下的力学性能测试结果如图!所示。叠接构件尺寸如图4所示，其中钢板厚0.9mm，铝板厚1.1mm。
图5
钢板—铝板ZnAl5的力学性能
图6
钢板—铝板叠接的构件尺寸图
Zn基合金材料的性能测定
3.1
ZnAl合金的性能
各种ZnAl合金由Zn和Al混合而成，它们的维氏硬度及抗拉
强度、伸长率如图7,图8示所：
图7
ZnAl合金的硬度
图8
合金的抗拉强度和伸长率
3.2
ZnAl合金的力学性能
ZnAl2合金由ZnAl2熔化后参加Ag，Bi制成，其力学性能见表1
表1
合金的力学性能
3.3
ZnAl4合金的力学性能
ZnAl4合金由ZnAl4熔化后参加Cu制成，力学性能见表2
表2
ZnAl4合金的力学性能
3.4
ZnAl20合金的力学性能
ZnAl20合金由ZnAl20熔化后参加Ag，Bi制成，力学性能见表3
表3
ZnAl20合金的力学性能
4.ZnAl基合金焊缝材料的性能测定
4.1
ZnAl基合金焊缝材料的成分与性能
ZnAl基合金作为焊丝，激光焊接后形成的焊缝材料的成分、接头力学性能见表0。针对焊缝材料测出硬度，对整个焊接后的接头〔长230mm，宽200mm〕测出最大拉力和轴向拉伸变形。以下ZnAl2，ZnAl4，ZnAl20合金焊缝材料的力学性能测试与此相同
表4
ZnAl基合金焊缝材料的成分〔质量分数〕〔%〕及力学性能
4.2
ZnAl2基合金焊缝材料的成分与性能
ZnAl2基合金分别添加Ag，Bi作焊丝，激光焊接后形成的焊缝材料成分及接头力学性能见表5
表5
ZnAl2基合金焊缝材料的成分〔质量分数〕〔%〕及力学性能
4.3
ZnAl4基合金焊缝材料
ZnAl4基合金添加Cu作为焊丝，激光焊接后形成的焊缝材料的接头力学性能见表6
表6
ZnAl4基合金焊缝材料的力学性能
4.4
ZnAl20基合金焊缝材料
ZnAl20基合金添加Ag，Bi作焊丝，激光焊接后形成的焊缝材料成分及接头力学性能见表7
表7
ZnAl20基合金焊缝材料的成分〔质量分数〕〔%〕及力学性能
数据显示，ZnAl2作为焊丝，所得焊缝材料性能最正确，最大拉力为8.8KN，轴向伸长6.7
MM
〔1〕
锌铝2种金属的合金随铝含量增加，其强度增加，ZnAl20的塑性最好。Ag，Cu，Bi能增加锌铝合金的硬度。在ZnAl2合金中参加Ag能增加抗拉强度，而在ZnAl2合金中参加
Ag那么效果不明显。Cu的参加能提高合金的强度，但伸长率减小，塑性变差。在ZnAl2合金中Bi的参加对强度、塑性都不好。ZnAl2合金参加w〔Bi〕0.5%，对强度影响不大，但塑性大大减少。
〔2〕由锌铝合金作为焊丝，采用Nd:YAG激光束连接钢板和铝板〔叠接〕时，ZnAl2焊丝得到的焊缝材料抗拉强度和塑性最好。ZnAl4Cu作为焊丝所得的焊缝材料与ZnAl4的相比,强度、塑性都差不多，但硬度提高。参加Ag能使硬度加大，但降低了强度与塑性。Bi的参加一般能使硬度加大，但塑性大大降低。建议在本文情况下，采用ZnAl2作为焊丝，不用添加Ag，Cu，Bi。
表3为试验获得的力学性能试验数据，从表中可看出，焊缝和热影响区的硬度都比母材高，焊缝中心的硬度最高，随着两侧与焊缝中心的距离增大，硬度呈抛物线下降，至母材后趋于稳定。
表8试验获得的力学性能数据
焊缝断口微观形貌表现出明显的韧性断裂特征。断口部位呈现出许多尺寸不均匀的一次相，韧窝底部还有近似平行的条纹，这是由六方马氏体只有/个滑移系和其特定的晶体学关系决定的。
〔1〕Ti-6Al-4V合金热影响区的晶粒略有粗大，其焊缝组织是由粗大的原始β相转变而成的片状或长针状α相。
〔2〕Ti-6Al-4V合金焊接接头的抗拉强度比母材高，断口形貌表现为塑性断裂特征。
〔3〕Ti-6Al-4V合金焊接接头的硬度比母材略高，且由焊缝中心向母材过渡呈抛物线状下降。
5.焊接结构与焊缝组织：
图9
焊接部位
为提高铝及铝合金对激光的吸收率，进行了外表化学改性、外表镀层、外表涂层及复合激光焊等研究。将连续电弧与脉冲激光束复合，能够消除焊缝区的凝固裂纹.激光焊铝及铝合金质量控制系统采用多参数的线性回归方法预测铝及铝合金激光焊接时熔核直径、形状及喷溅情况。
研究各个工艺参数之间的关系以及它们对激光焊接质量的影响，找出焊接不同厚度的铝及铝合金的最正确工艺。
对铝合金激光焊接接头本身性能进行了研究。例如，铝合金进行了混合气和焊剂的激光焊的研究，使焊缝强度可到达母材的90%.焊接设备为Rofin
Sinar激光生产的YAG-DY044激光焊机，最大功率2.5KW。激光焊焊接参数见下表：
6.控制参数：
6.1
离焦量
离焦量指焦点偏离工件的距离,实质是改变辐射到工件外表的功率密度,但起作用不止如此。离焦的方式有两种:焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。离焦量的大小,影响材料外表熔化斑点的直径及熔池的径深比。虽然正负离焦量大小相等时,工件外表的功率密度相等,但一般来说负离焦量时工件内部功率密度大于外表处,焦点处的高能量密度完全用于熔化母材,因此可获得更大的熔深,另外焦点位置小于零,工件与喷嘴端部较近,保护气
因流动路径的缩短而挺度增加,有利于进一步消除等离子体。为了增加熔深,焊接过程中一般都采用负离焦,由于不同的激光器光束质量不一样,焊接过程中对离焦量的要求也不一样。本文中采用300mm的焦距的铜镜,激光器光斑直径在焦点处仅有0.26mm,在焦点处的激光功率密度到达5.2
×106W/
cm2,添加电弧后由于在激光的引导下电弧能够到达激光小孔,焦点处的能量密度进一步提高。如果继续采用负离焦,焦点处的高能密度全部用来熔化母材,将会形成大量的金属蒸汽,喷射出的金属蒸汽能够吸收激光能量,造成等离子体屏蔽激光,使焊接过程不稳定,反而使熔深减少.激光功率为1.5kW,送丝速度为1.3m/
min
.6.2
焊接速度
提高焊接速度,虽然能够稳定激光小孔,但是热输入下降,焊缝熔深会有减少,而且焊接速度过大,熔滴过渡不稳定,容易引起熔池的不稳定;降低焊接速度可加大熔深,但假设焊接速度过低,熔深却不会增加,反而使熔宽增大,而且将会使焊接过程不稳定容易造成飞溅,因为复合焊维持小孔存在的主要动力是金属蒸汽的反冲压力。在焊接速度低到一定程度后,热输入增加,熔化金属越来越多,当金属蒸汽所产生的反冲压力缺乏以维持小孔的存在时,小孔不
仅不再加深,甚至会崩溃,因而熔深不会增大。所以,对一定激光功率和一定厚度的某特定材料都有一个适宜的焊接速度范围,并在其中相应速度值时可获得最大熔深。不同焊接速度下的等离子体形态可以看到:在焊接速度为1.2m/
Min
时熔滴过渡不是稳定的射滴过渡;
在焊接速度为0.8m/
Min
时,没有观察到小孔的存在,激光小孔由于不能够维持自身的平衡,发生坍塌。在焊接速度为1
时,熔滴过渡和激光小孔都很稳定。
焊接速度对复合焊熔深、熔宽以及深宽比的影响。激光功率为1.5kW,送丝速度为1.3m/min,离焦量为+
3mm,DL
A
为+
2mm。
6.3
激光倾斜角度
激光功率为1.5kW,送丝速度为1.3,离焦量为+2mm,DL
A
为+
2mm,焊接速度为1.2
m/
min。
采用激光倾斜一定角度可以防止反射回来的光损伤光镜,其次激光倾斜一定的角度可以减少等离子体对激光能量的吸收,从而可以提高激光能量的利用率,因为焊接过程中形成的等离子体一般上浮于焊缝外表,激光垂直入射等离子体对激光的吸收散射将比拟大,减弱激光的利用率;倾斜一定角度,激光穿透等离子层的深度就会减少。但是激光的倾斜角度又不能过大,过大的角度将会使激光直接作用在焊缝的熔融金属上,熔深反而会减少。
6.4
机器人姿态的控制
焊缝走向及位置为机器人姿态控制的难点,很容易造成机器人行走时的抖动,从而影响送丝的不稳定性,直接导致假焊、焊料堆积、缩孔和其它焊接缺陷。
这需要通过以下两方面的对策来加以解决。一是合理调节焊接工艺参数,主要是指送丝速度,需要根据实际情况,在不同的焊缝段适时加以调整。比方根据位置的送丝速度是不同的,在几个拐角处均需降低送丝速度以防止焊料堆积（焊缝突起）
;需加快送丝速度以使焊料充分铺展浸润至焊缝中,到达较好的连接效果。二是控制好机器人的行走姿态。必须反复调整机器人的姿态,使机器人平稳顺滑地行走。一般说来,在每个顶点处需设置三个编程点,以直线插值方式控制机器人的行走轨迹。另外,当机器人每一点的行走“精度圆（Genau）
〞设置为6mm时,可以使机器人行走得更加平稳。对于上下坡时的送丝速度,也需要进行适当增加或减小,以防止焊料堆积或浸润缺乏。同时,通过控制机器人的关节运动,来到达不同的倾角,以确定机器人的姿态。主要指机器人头部所带的ALO
聚焦镜头在三个方向上的角度,即前后倾角,侧向角度和扭转角度。这些角度主要影响了送丝的方向和焊丝熔化时的流向,因此可以明显地影响焊缝的成型并造成各种各样的焊接缺陷,如假焊或单边焊、缩孔、焊缝过度凹陷、焊料堆积等。在焊接过程中,需要根据焊接结果随时对机器人的姿态加以调整,来不断改善焊缝成型。
7.全自动激光焊接线主要工艺流程：拆垛→上料→夹紧定位→激光焊接→焊缝检测→打浅坑→堆垛。
8.激光焊接辅助设备--机器人应用技术：
机器人按照在焊装车间的用途可以分为:点焊机器人、弧焊机器人、涂胶机器人、螺柱焊机器人、装配及持件机器人和激光焊接机器人。
激光焊接机器人是由机器人操纵激光加工镜组，进行激光焊接，激光源可以采用CO2
激光器或者YAG
激光器，激光焊接设备非常复杂，要求机器人重复精度高。
图10
生产线三维布置图
9.铝合金激光焊接的工艺特性及难点
9.1光束反射及改善方法：
铝合金激光焊的难点之一就是铝合金对激光的高反射,国内外学者针对这一问题已作了大量试验研究。研究说明,进行适当的外表预处理如砂纸打磨、外表化学浸蚀、外表镀、石墨涂层、空气炉中氧化等可以降低光束反射,改善对光束能量的吸收。文献中作者经实验证明,3
mm
厚的外表形成氧化膜的A6063
铝合金,比1
mm
厚的外表光洁的A6063
铝合金的吸收率显著增大;C
A
Huntington
等人在文献中详细研究了铝在原始外表（铣、车加工后）、喷砂（300
目砂纸）、电解抛光和阳极氧化4种外表状况下对入射光束能量的吸收情况,得出结论:阳极氧化和喷砂处理可以显著地提高铝对光束能量的吸收。他们同时研究了接头坡口几何形状对光束吸收率的影响,指出:尖V
形坡口接头比无坡口或方坡口接头的吸收率要高得多。另外,有人从焊接结构设计方面考虑,通过合理设计焊接缝隙,也可以增加铝合金外表对激光能量的吸收（如图10所示）
。其原因是V
形坡口或采用图10结构相当于人工制孔,有利于小孔效应的形成,可获得较大的熔深。
图11
改变工件焊缝的几何形状
9.2小孔的“诱导〞及稳定性
小孔的“诱导〞及稳定性是铝合金激光焊接中的特有困难,这是由铝合金的材料特性和激光的光学特性造成的。由于铝合金对激光的高反射率和高导热性,要想诱导出小孔,就必须有更高的能量密度阈值。有研究说明,能量密度阈值的上下要受其合金成分的控制及保护气体种类的影响。有专家学者做了YAG激光焊接5083
铝合金的试验。试验说明,热输入影响焊接过程的稳定性,当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时,深熔焊与传热焊交替进行,焊接过程稳定性差。可以在保证起弧功率密度前提下,采取一定的措施,通过控制工艺参数来减少热输入,有助于获得稳定的焊接过程;
另外,保护气体也影响焊接过程的稳定性,采取适宜比例和成分的混合保护气体并控制流量,能很好地维持稳定的焊接过程。
10.焊接缺陷及质量控制措施
铝合金激光焊接的主要缺陷之一是气孔问题,气孔问题至今仍然是一个不解之谜。一般认为:激光焊接在冷却过程中氢的溶解度急剧下降形成氢气孔;低熔点、高蒸气压合金元素蒸发导致气孔;激光束引起熔池金属波动匙孔不稳定,熔池金属紊流导致气孔生成。气孔的存在,会导致焊缝的力学性能和气密性下降。有研究说明,材料外表态、保护气体种类、流量及保护方法、焊接参数和焊缝形状都影响气孔的产生,选择适宜的外表处理措施,加强保护和采用高功率、高速度、大离焦量（负值）
焊接时可以使气孔的产生降低到最少。热裂纹也是铝合金激光焊接时最常见的缺陷主要是焊缝结晶裂纹和HAZ
液化裂纹。铝合金激光
焊接产生的结晶裂纹是由于焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成Al2Si
或Mg2Si、Al2Mg2
Si
等低熔点共晶导致的。激光焊接时,焊缝细,HAZ
窄,特别是脉冲激光焊接,总输入能量低,冷却速度快,液化裂纹不易产生。防止热裂纹的产生是铝合金激光焊接的关键技术之一,国内外学者在这一方面进行了大量研究工作。研究说明,调整焊缝金属成分,填加Si,对减少裂纹有一定好处;填充材料的采用也可有效地防止焊接热裂纹,提高接头强度;此外,在脉冲点焊时,调节脉冲波形,控制热输入同样可以减少结晶裂纹,如图11所示,采用此波形,使焊缝熔化凝固重复进行,以降低熔池凝固时的凝固速度。
图12
减少裂纹的脉冲波形
11.检测方法及内容
焊接过程稳定性的检测
焊接过程稳定性的实时检测是最早开始的激光焊接质量监测内容。包括对焊接模式变化、焊接过程的扰动变化检测等，一般仅能简单判断焊接质量的“
好〞与“
坏〞。其根本原理是：给定正常焊接信号的参考值%一般为信号时域幅值，也有利用信号频域特性如功率谱作为参考值，在焊接过程中实时估计检测信号与给定值之间的偏差，当偏差超出一定范围时即认为焊接过程或焊缝质量发生了变化，此时容易出现焊接缺陷!
装配质量的检测
对装配质量实时检测方法可分为两类。一是在激光与材料作用前在线检测焊缝，一般采用机器视觉获取焊缝二维或三维图像，通过图像处理提取焊缝间隙、错变量以及焊缝中心位置等信息，进一步实时调整工艺参数和焊接头相对位置，以对焊接质量进行实时控制；二是在激光与材料相互作用时采集焊接过程中有关信号，通过一定的信号分析手段判断焊接发生时是否存在间隙、错变以及光束与焊缝不对中等引起的质量问题，这种检测方法一般不能用于焊接过程的实时控制。对焊接过程中的紫外信号置于不同角度和路红外信号进行检测与分析，并可通过模糊逻辑实现对光束与焊缝不对中问题的识别。
离焦量的检测
对焊接过程中离焦量的在线检测主要有两种方法：一种是利用喷嘴作为传感器检测在喷嘴上的等离子体电荷信号，通过电荷信号随离焦量的变化规律实现离焦量的在线检测与闭环控制，这种方法有效的前提条件是焊接喷嘴与工件的距离唯一决定了离焦量的大小，但大多数情况下这种前提并不成立；另一种方法是通过光电传感器检测焊接过程中的光信号，在不同离焦量下分析光信号的变化特性，从而实现焦点位置的实时检测与控制，在两个位置对焊接过程中的等离子体光辐射信号进行了同步检测，分析发现等离子体光信号随离焦量的变化规律。
焊缝熔深的检测
焊缝熔深是激光深熔焊的重要质量指标，对它实时检测的研究可分为两类。一类是针对穿透激光深熔焊进行的，通过检测焊接过程的各种信号实现熔透状态的检测与识别，这方面的大多数研究仅能够对未熔透和完全熔透两种熔透状态进行识别或是对熔深的稳定性进行实时监测，也有少数学者对熔透状态作了进一步的细化分类并对其实时监测技术进行了研究。
熔池与小孔的监测
焊缝质量从根本上是由熔池与小孔决定的，然而在激光深熔焊过程中由于存在强烈等离子体弧光的干扰，对直接观察熔池与小孔的状态造成了极大的障碍。随着近年来机器视觉技术的不断进步，为激光焊接熔池与小孔行为的直接观测提供了可能。
焊缝外表形貌的检测
焊缝外表形貌的检测主要指焊缝堆高和下凹的检测。焊缝都不同程度的存在一定尺寸的堆高或下凹。堆高易造成咬边，焊件在服役过程中该处容易形成应力集中而失效；而下凹除了容易形成应力集中外，还会导致强度下降。因此，投入使用的激光焊件的焊缝堆高和下凹程度都必须在一定范围内。
其他焊接缺陷的检测
对于焊接深熔过程中的其他缺陷，如气孔，也有少数学者对其在线检测技术进行了研究。通过检测对焊过程的超声波信号，对气孔缺陷的识别技术进行了一定程度的研究通过采集脉冲激光点焊的熔池红外辐射信号，并结合数字模拟，对焊缝热影响区的大小进行非破坏性测量。
参
考
文
献
[1]谢兴华.激光加工技术在汽车工业生产中的应用[J].激光集锦,1997,（3）:1-3.[2]
骆红,胡伦骥,黄树槐,等.铝合金的激光焊接[J].激光技术,1998,22（2）:94-97.[3]
朱宏,金忠华.铝及铝合金激光焊接技术的研究现状[J].电子工艺技术,1997,18（4）:129-132.[4]樊丁，余淑荣，张建斌，等.激光焊接开展现状及动向[J].甘肃工业大学学报,2003,19（1）:15-18
[5]关正中编.激光加工手册,中国计量出版社.109-116
第五篇：汽车车身钣金维修工艺论文
摘要： 汽车车身钣金维修工艺
汽车钣金就是汽车维修的一种方法，又叫冷做。如果车身外观损坏变形，就需要钣金这个工序，汽车碰撞修复已经由原始的“砸焊拉补”发展成为车身二次制造装配。碰撞事故车辆的修复不再是简单的汽车钣金的敲敲打打，修复的质量也不呢不过单靠肉眼去观察车辆的外观缝隙，维修人员不但要了解车身的技术参数和外形尺寸，更要掌握车身材料特性，受力的特性传递车身变形趋势和受力点以及车身的生产工艺。如焊接工艺等等。在掌握这些知识的基础上，维修人员还要借助先进的测量工具，通过精准的车身三维测量，以判断车身直接的间接的受损变形情况，制定出完整的车身修复方案，配合正确的车身修复方案，将车身各关键点恢复到原有的位臵。
关键词：承载式车身，车身变形，拉伸修复，车身数据测量，车门，翼子板。
Abstract:
Car is the automobile maintenance of sheet metal a kind of method, and that cold.If the body appearance deformation damage, they need to sheet metal this process, car collision repair has by the original “hit welding pull up a body secondary manufacturing assembly.Collision accident of vehicle repair is
no longer a simple car hit play in sheet metal, the quality of repair not? But single naked eyes to observe the appearance of the vehicle gap, the maintenance personnel not only to understand the technical parameters and the shapes of the body size, more to master body material properties, characteristics of the stress transfer body distortion trend and stress and the production process of body point.Such as welding process and so on.In master the knowledge, and on the basis of the maintenance personnel also by means of the advanced measuring tools, through the precise body 3 d measurement, to determine the indirect damaged body directly deformation condition, make a complete the repair scheme, with the right body repair plan, will be the key point back to the original body position.Keywords: Integral body, frame deformation, tensile repair, body data measurement, the door, the wing son board.目录：1.汽车车身修复技术概述 2．汽车车身修复工具介绍 3．汽车车身修复测量工艺 4．汽车修复技术工艺
概述：
随着汽车技术的发展，汽车的车身结构特别是轿车车身的材料、结构也发生了变化，承载式车身的应用越来越广泛。由此给车身修复工作提出了更高的要求。钣金修复后不只是为了恢复外形，而更重要的是尽最大的努力使整个车身壳体恢复到损伤前的状态，以保证修复过的汽车不因为车身修复而出现“二次事故”；喷涂方面不仅要满足外观平整的要求，对色彩、耐用等要求也日益提高。所有这些必须应用先进的设备，进行规范作业，严把质量关，以满足车身维修作业高标准、高质量的要求。
汽车车身修复介绍：
一、现代车身结构特点
汽车车身车身修复结构主要包括：车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车后钣金件。还有另一种叫法，就是车身十三大件：前保险杠，后保险扛，前左翼子板，前右翼子板，后左翼子板，后右翼子板，前左车门，前右车门，后左车门，后右车门，左下坎，右下坎，车顶。
车身壳体是一切车身部件的安装基础，通常是指柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构。客车车身 多数具有明显的骨架，而轿车车身和货车驾驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料 及涂层。
车门通过铰链安装在车身壳体上，其结构较复杂，是保证车身的使用性能的重要部件。这些钣制制件形成了容纳发动机、车轮等部件的空间。并且，车身四门内衬也包括在车门中，现代车门内衬基本上都是通过卡子与车门连接，是为了拆装方便。
车窗包括：车窗玻璃，车窗玻璃升降器等
车前钣金件包括：前保险杠，左右前翼子板，前大框等 车后钣金件包括：后保险杠，左右后翼子板等
车灯包括：两前大灯，有的雾灯在与大灯分开，后两大灯，高位制动灯的安装与矫正等
车前后保险杠，车辆前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还追求与车体造型和谐与统一，追求本身的轻量化。目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁等三部分组成。塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，车辆发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体，从外观上看，可以很自然地与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰车辆外型的重要部件。前后保险扛的拆装技巧：先把前保险杠车底下部位的螺丝拆下来再打开前盖，打开前盖了不能急着拆螺丝，由于也不知道你说的事什么车型，所以你得先看看前灯的安装螺丝，一般车辆是要拆二颗大灯螺丝，在大灯下面还有三颗螺丝将保险杠固定在车的龙骨上，最后再拆龙骨上面的几颗螺丝就可安全取下保险杠了。拆的时候注意保险杠上面的的灯光和线路。拆的时候先拆
线和灯最后拿下的才是保险杠1、1承载式车身
适用：承载式车身是目前轿车的主流，在大中型客车上也得到广泛应用。
将车架和车身二合为一，重量轻，可利用空间大，重心低。刚度（尤其是抗扭刚度）不足也是承载式车身的一大缺陷承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位，发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位臵，车身负载通过悬架装臵传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它具有质量小、高度低、装配容易等优点，大部分轿车采用这种车身结构。对承载式车身而言，由于整个车身都参与承载，强度较好，因此可以减轻车身的自重而无需车架，车室内空间可增大，地板高度可降低，整车的高度也可下降，有利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性承载式车身的制造工艺性好、生产效率高。当汽车发生碰撞时，车身具行均匀受载和将载荷扩散的能力、车身局部变形对轿车室内的影响较小，乘载式车身的它要缺点是：振动和噪声直接传至乘客宰、影响乘坐的舒适性；车身损坏后修复难度大。
2.2轿车车身构造：壳体结构、前中后舱
钣金维修常用设备
一、钣金维修常用手工工具
汽车钣金常用手工工具包括：通用工具、车身修理工具等。
1.通用工具
汽车钣金维修所使用的工具如各式扳手、螺丝刀、钳子和铁剪刀等一些常用的手工工具。
2.车身修理工具
（1）球头锤。扳金作业的多用途工具，用于校正弯曲结构，一般用于作业初成型车身部件。
（2）橡皮锤。用于柔和地敲击薄钢板，不会损坏油漆表面。
（3）铁锤。铁锤是复原损坏的钣金件所必需的工具，用来敲打损坏的金属板使其大致回到原形，在更换金属板时则用于清理损坏的金属板。
（4）镐锤。维修小的凹陷，其尖端用于将凹陷从内部锤出，对中心部位柔和地轻打即可，其平端与顶铁配合作业用于去除高点和波纹。
（5）冲击锤。维修大的凹陷时，冲击锤用于凹陷板面初始的校正，或加工内部板和加强相关部位。这种情况需要较大的力量，而不要求光洁的表面。
（6）精修锤。用冲击锤修复凹陷之后，需要用精修锤以得到最后的外形。
（7）顶铁。通常顶在锤敲击金属板的背面，用锤和顶铁一起作业使高起的部位下降，使低凹部位上升。
（8）楔形铁。具有多种形状和尺寸，可与不同的面板形状匹配使用
（9）撬镐。用于进入有限的空间，撬起凹点，具有不同的长度和形状。
(10)手电钻:手电钻是以电为动力的手持式钻孔工具，电
源电压一般有220V和36V两种，其尺寸规格有φ3.6~φ13mm若干种。
(11)、手提砂轮机:按砂轮直径分，常用的规格有φ150mm、φ80mm、φ40mm三种。
(12)、盘式砂磨机:盘式砂磨机通常打磨工作时用的砂轮片粒度为60#，80#或120#等，一般常用的是80#。
二、汽车钣金修复的主要流程：
钣金工作主要流程可大致分为：1：车体拆装；2：车体校正；3：车身修复。而每一个不同的流程又可细分为若干个流程。
三、钣金维修常用焊接设备： 1.惰性气体保护焊机
惰性气体保护焊机主要用于焊接高强度、低合金钢车身，以及焊接铸铝件，如破裂的变速器、气缸和进气管等。
2.电阻点焊机
电阻点焊是对整体式车身进行焊接时最常用的一种方式。电阻点焊机适用于车身上要求焊接强度高、不变形的薄钢板。应用范围包括车顶、车门窗、车门槛板以及外部部件
3.氧-乙炔焊机
氧-乙炔焊是熔焊的一种形式。乙炔和氧气混合后，在喷嘴处点燃后作为一种高温热源(大约为3000℃)，将焊条和母材金属熔化并接合在一起。由于难以将热量集中在某一个部位，热量将会影响周围的区域而降低钢板的强度。因此汽
车制造厂都不建议使用氧-乙炔焊机来修理损坏的汽车。氧-乙炔焊机在修理厂还可用于修理损坏的汽车车身、进行热收缩、硬钎焊和软钎焊、表面清洁和切割非结构性的零部件。
4.钎焊机
钎焊只能用在密封结构处。钎焊在焊接过程中只熔化有色金属，而不熔化母材，一般在汽车车身上进行钎焊(一般指硬钎焊，用黄铜或镍)。钎焊类似于两个物体粘在一起，熔化的黄铜充分扩散到两层母材之间，形成牢固的熔合区，焊接处抵抗碰撞的抗弯强度小于母材的抗弯强度。维修中需要注意的是，只能对制造厂已进行过钎焊的部位进行钎焊，其他地方不可钎焊。
5.铝焊机
随着汽车新材料的使用，许多汽车上的各种板用铝来制造，与钢相比，铝板的修理难度更大。铝比钢柔软，铝受到加工硬化之后，更难加工成型，铝被加热容易变形。铝制车身及车构件的厚度通常是钢件的1.5～2.0倍。
四、车身及大梁校正设备
校正设备是具有多种功能的车身固定系统。一台好的校正设备，应该具有多种形状的钣金拉伸工具，具有全方位的拉伸施力装臵，带有实用的测量系统。特别是对整体式车身的修复，其测量系统必须同时显示每一个参考点上非准直度的大小和非准直度的方向。只有用这样的设备，维修人员才能够精确确定拉伸
校正顺序，监控整个校正过程，并确定每个拉力的作用效果。
汽车车身修复测量工艺：
一、利用测量工具结合控制点进行分析 1、1车身测量工具主要包括机械测量系统和电子测量系统，它们对于维修前的损伤诊断和维修后的效果确认具有重要作用。车辆测量就是用专用工具和设备，测量车身上各参考点的位臵，将测量结果和理想位臵(未受损的车身参考点)进行比较，就可以确定车身所受损坏的范围、方向及程度。车身构件的位臵偏差不能过大，一般不超过3mm，否则装配在车架或承载车身上的总成，如转向和悬架在车发生严重损坏时，就会改变其位臵，产生振动、噪声等难以控制的问题。测量中需要结合控制点，即参考点进行重点分析，参考点是在车架或车身上选定进行测量的点，通常是孔、特殊螺栓、螺母、板件边缘或汽车上的其他位臵，修理损坏严重的汽车，实际上就是把这些参考点恢复到理想位臵的过程。1、2测量车身尺寸的基准
所有车身尺寸说明中，有两个重要的尺寸参照基准，基准面和中心面，基准面是一个假想与汽车底面平行且有一定距离的平面，汽车制造和修理时，所有高度尺寸都以此作为基准。中心平面将汽车分成左右相等的两半，有些汽车上能看到中心标记，在车顶和车底板上做一系列标记点，这些点都在中心面上，利用中心标记，可以方便迅速地测量横向尺寸。在整个修理过程中，必须对受伤部位上的所有主要加工控制点对照车型数据复查。准确的损坏情况可用车型数据相对于车身上具体点的测量估测出来。维修人员应该对事故车准确进行测量、多次测量并且核实所有的测量结果。
二、车身数据进行测量及工具的选择使用
车辆发生事故板件变形后需要进行维修，维修的基本要求是把变形的车身板件修复到与原车身一致，这就需要使用车身数据和测量工具来确保变形的板件修复到原有的尺寸。在修理不同的损坏类型所使用的测量方法和工具是不一样的，并不一定所有的尺寸的确定都需要使用三维测量的方法。
2、1 测量方法
车身修复时所使用的测量方法一般分为目测、点对点测量和三维测量三种方法。2、2目测
目测就是用眼睛去观察板件之间的配合情况，可以快速确定板件之间是否对齐、缝隙是否均匀，但是它是一种大约的主观判断，不能精确的确定板件的准确位臵。这种方法一般应用在车身外覆盖件之间的配合和对齐情况。如发动机罩与左右翼子板的对齐，前后车门与门框、与前翼子板和后侧围板之间的配合，行李箱盖与左右后侧围板、保险杠和尾灯之间的配合情况，它强调的是肉眼观察板件的配合缝隙是否均匀，车身线是否一致，重点在于车身外部板件是否美观。一些小事故的车身外覆盖件的维修或
更换后的板件定位、大事故修复后外覆盖件的装配等工作可以使用目测的方法，既快速又方便，但需要维修人员有丰富的操作经验。2、3 点对点测
对于一些碰撞相对严重的事故车，其散热器支架、挡泥板、挡泥板加强件、门框等部件产生变形，这些板件的整形就需要使用测量的方法，不能仅仅用目测来定位。这时可以使用点对点测量的方法。点对点测量就是每次通过测量车身上的两个测量点（一般是车身上的孔、螺栓等）来与标准数据对比，判定是否在标准尺寸误差范围内。一般使用的测量工具比较简单，如卷尺、钢板尺和轨道式量规等。测量时要注意：车身上的孔或螺栓的中心才是测量的位臵，而一般修理工在测量是只是测量孔或螺栓的边缘，不同情况下测量会有误差或者测量错误，只有当两个测量孔同样大时才可以直接测量同侧边缘得出测量值，否则应该测量两个孔的内侧边缘和外边缘，然后取其平均值就是两个孔的距离。2、4 三维测量
而对于车身的底部板件如前后纵梁、门槛板、地板纵梁等部件发生变形后的修复或更换必须要使用三维测量的方法来确保数据的准确性。这些部件的尺寸恢复后，其上部板件的尺寸如发动机舱、门框、行李箱等部位，可以大量的使用点对点测量的方法来维修。最后的覆盖件的调整可以使用目测的方法来恢复板件
之间的配合。三种测量方法使用要根据车身不同的损坏程度和修复的不同部位来确定，不能用目测和点对点的方法完成所有损坏类型板件的修复，这样不能保证底部板件尺寸的正确性；也不要用三维测量来完成所有板件的修复，这样对上部板件的修复要浪费大量的时间。在操作中只有灵活的应用不同的方法，才能高质、高效的。2、5 该车的损伤程度
我们这次面对的的车辆就是前车身受到碰撞导致车身前端的撞击使得汽车的前纵梁及相关部件严重的变形,所以我们就根据4s店的现有设备地八卦大梁修复艺仪器，对车辆底盘及车身进行了全面的校正。
汽车车身修复技术工艺：
一、对车身损伤认定的基本方法及该车的损伤程度
检测损伤基本状况 检测损伤的过程中，需要目测碰撞的位臵，确定碰撞方向及碰撞力大小，并检查可能存在的损坏。对于事故中损坏的车辆，应询问事故发生时汽车的速度和撞车或翻车的部位、方向及角度，了解被撞汽车的撞击形式、位臵和角度等情况，以直观的方法确定碰撞损伤的部位和可能波及到的区域。还可结合试车和测量仪器对汽车进行全面检查，确认车身底板是否变形，车身是否受到整体损伤和整体扭斜，检查和确认车门开启是否自如等，以确定汽车的损坏程度和修理方式。确定所有受损部位 撞击后的车辆不仅是外表的损伤，虽然车辆在被撞击损
伤后，直接看到的只是外表的损伤，但是现在的轿车在车身设计上多数采用刚柔结合的设计原理，利用吸收分解理论来缓冲撞击力，保证乘客最大程度的安全，所以当车辆受到撞击后不仅是撞击部位的变形损坏，其整个车身的多处如大梁、悬架和发动机等部件也可能产生变形。有时，有些车辆前面受到撞击，经检测发现后部也发生了变形。遇到这种情况，如果在钣金维修中只是简单地修复被撞击部位，那么必定会对车辆的行驶带来隐患。因此在车辆受损之后需要观察车身受损状况，弄清楚碰撞时车身如何受力，力是如何沿着车体传递的，对损伤部位和相关区域的部件进行深入分析，进行科学的诊断，才能确定所有受损部位。检测过程中需要沿着碰撞路线系统检查相关部件的所有损伤，直到没有任何损伤痕迹，以及周边区域的损坏为止。
二，对车身数据进行测量及工具的选择使用
车辆发生事故板件变形后需要进行维修，维修的基本要求是把变形的车身板件修复到与原车身一致，这就需要使用车身数据和测量工具来确保变形的板件修复到原有的尺寸。在修理不同的损坏类型所使用的测量方法和工具是不一样的，并不一定所有的尺寸的确定都需要使用三维测量的方法。
车身修复时所使用的测量方法一般分为目测、点对点测量和三维测量三种方法。
1、目测
目测就是用眼睛去观察板件之间的配合情况，可以快速确定
板件之间是否对齐、缝隙是否均匀，但是它是一种大约的主观判断，不能精确的确定板件的准确位臵。这种方法一般应用在车身外覆盖件之间的配合和对齐情况。如发动机罩与左右翼子板的对齐，前后车门与门框、与前翼子板和后侧围板之间的配合，行李箱盖与左右后侧围板、保险杠和尾灯之间的配合情况，它强调的是肉眼观察板件的配合缝隙是否均匀，车身线是否一致，重点在于车身外部板件是否美观。一些小事故的车身外覆盖件的维修或更换后的板件定位、大事故修复后外覆盖件的装配等工作可以使用目测的方法，既快速又方便，但需要维修人员有丰富的操作经验。
2、点对点测
对于一些碰撞相对严重的事故车，其散热器支架、挡泥板、挡泥板加强件、门框等部件产生变形，这些板件的整形就需要使用测量的方法，不能仅仅用目测来定位。这时可以使用点对点测量的方法。点对点测量就是每次通过测量车身上的两个测量点（一般是车身上的孔、螺栓等）来与标准数据对比，判定是否在标准尺寸误差范围内。一般使用的测量工具比较简单，如卷尺、钢板尺和轨道式量规等。测量时要注意：车身上的孔或螺栓的中心才是测量的位臵，而一般修理工在测量是只是测量孔或螺栓的边缘，不同情况下测量会有误差或者测量错误，只有当两个测量孔同样大时才可以直接测量同侧边缘得出测量值，否则应该测量两个孔的内侧边缘和外边缘，然后取其平均值就是两个孔的距
离。
3、三维测量
而对于车身的底部板件如前后纵梁、门槛板、地板纵梁等部件发生变形后的修复或更换必须要使用三维测量的方法来确保数据的准确性。这些部件的尺寸恢复后，其上部板件的尺寸如发动机舱、门框、行李箱等部位，可以大量的使用点对点测量的方法来维修。最后的覆盖件的调整可以使用目测的方法来恢复板件之间的配合。三种测量方法使用要根据车身不同的损坏程度和修复的不同部位来确定，不能用目测和点对点的方法完成所有损坏类型板件的修复，这样不能保证底部板件尺寸的正确性；也不要用三维测量来完成所有板件的修复，这样对上部板件的修复要浪费大量的时间。在操作中只有灵活的应用不同的方法，才能高质、高效的。
三、根据对事故车的测量和查看确定修复方案 3、1应考虑的主要问题
对车辆进行损伤诊断之后，就需要制定科学的修复方案了。这一阶段的主要工作是：针对直接受损部位、间接受损部位及惯性效应受损部位，确定具体的修复方式；根据车身各部位材料的应用情况，确定需要采用的焊接工艺；考虑在校正拉伸过程中如何使用辅助支撑定位，以确保顺利修复；考虑在实施焊接换件作业中如何对所需更换部件进行准确定位，以避免在焊接完毕后再对所更换的部件位臵进行校正。3、2 制定修复方案的原则
制定的修复方案，除了要考虑降低维修成本之外，还要综合考虑整体维修质量，比如局部拉伸时如何保证周边部位不受影响，切割和焊接时如何保证金属内部结构尽量不发生较大变化，以及使用何种钻孔、打磨工具不会对安装造成影响。凡是与整体修复方案有关的因素，考虑得越周详越好，这样才能在后续的工作中有备无患。3、3 维修方案对技术人员的要求
要掌握科学高效的修理工艺，技术人员必须了解当今计算机辅助设计的车架结构知识，计算机辅助设计的车架对碰撞能量的吸收和传递方面的知识。除此之外，技术人员对车辆碰撞损伤程度的确认、需要更换的部件、需要修理的部位、修理方式的确定、设备工具的选用以及各种操作规范化等方面的知识都必须熟知，才能确保修复效果最佳化，进而提高客户满意度。3、4 车漆未受损伤的维修方案
确定维修方案需要视情而定，择优而取。在碰撞部位损伤并不严重的情况下，就需要根据具体情况，确定是采用传统钣金喷涂方案，还是新兴的凹陷修复技术。3、5 车身严重损坏的维修方案
a车身更换 当汽车发生严重损坏时，车身整体几乎全部被撞烂，底板严重变形，两侧面、汽车顶盖、发动机舱盖和行李舱盖几乎没有一处好的地方，判定为车身整体无法修复时，可按照用
户需求进行整车车身的更换。在坏车上拆下全部可用的总成和零部件，对发动机等主要总成进行全面检查和修理。换用新的轿车车身总成和需要更换的全部零件，按照整车装配工艺重新予以装配。车身的更换费用和各总成的更换费用很高，甚至可达到购买新车的一半费用。
b车身局部更换
当汽车发生碰撞时，损伤只发生在局部，如前后翼子板、车门、发动机舱盖或行李舱盖受到损伤时，可以进行车身局部更换，达到省事、省时和降低成本的目的。随着轿车国产化率的提高，在一些制造厂家的汽车配件中有部分汽车车身钣金件出售，其价格远低于车身钣金件的修理费用。如能买到所要更换的部件，如轿车车身的前翼子板，只要在车身上轻易拆下或焊下损坏后的前翼子板，再将新的翼子板按照原来的位臵装上去，即可达到轻易修复车身的目的。当然在修复中伴随有汽车和其他零部件总成的拆卸和更换，应达到重新修配和恢复原有功能的目的。拆卸损坏后的车身钣金件，可视损坏程度的轻重，决定重新单独修复或者当废铁处理，如能修复，待修复后可做备件以备更换。拉伸修复易裂分析对该车车身进行拉伸修复过程时, 发现在拉伸前纵梁时变形折叠区容易断裂裂开。出现上述问题一般与车身所用的钢板类型和质量有关。在汽车车身部件中,载重车辆(如卡车和箱式货车)的车型和其它零件采用热轧钢板,而冷轧钢板则大多用于客车的单壳式结构本身,由于外板纵梁件有耐腐蚀要求,所以冷轧镀锌板得广泛
应用。该车也是单壳式结构车身,采取的也是冷轧镀锌板,冷轧钢板是通过退火处理,便于成型的,所以相对一辆严重变形的事故车来说,零件变形后具有比先前更高的硬度,因为受外部碰撞力作用时,钢钣的金属晶粒发生变化同时产生应力,也会发生加工硬化。所以在车身修复过程中出现拉伸修复易裂,需要退火加温处理这些应力。
此次需要更换的部件有
左前叶子板、水箱框架、发动机舱盖、左前门,需要校正的有 前围板、挡泥板、左前纵梁等。
c车身底板校正 当汽车发生严重损坏，涉及到车身底板发生变形，无须全部更换车身，先应进行车身底板校正和车身校正，再修复损坏的车身钣金件。车身底板校正全部完成，保证了车身底板的立体位臵，可以保证轿车车身的总体位臵，确定了发动机总成和前悬架的安放位臵，可恢复汽车车轮的定位角度及其他总成的定位。车身底板校正后，再进行车身钣金修理。
d车身侧面校正 撞车时，车身侧面受到严重损伤，使车身的一侧发生凹陷变形。碰撞力较大时，车身侧面变形可能由一侧传至车身底板，使车身底板发生严重变形，可能传至顶盖，顶盖发生变形。甚至从车身底板和顶盖传至另一侧，使车身侧面凸起，应以校正的方法使其恢复原来的形状。当一侧门槛发生严重变形并且涉及到车身底板时，应使用牵引法牵引门槛。可视变形部位和变形情况在门槛处焊上一块或几块牵引铁。顶住前后两端车身底板，使用液压机具和牵引索牵拉牵引铁。根据变形情况的
不同，还可以在车身底板的前后两端的相反方向进行辅助牵引，有时也能得到良好的效果。
e车身支柱换修 当车身支柱、前风窗支柱、前围支柱或后支柱严重损坏后，无法简单修复，只能采用更换法，把损坏后的一段支柱用锯割或气焊方法切割下来。进行相关部位的校正，如支柱损伤，可能涉及到车身顶盖和车身底板等部位的变形，首先应使大面积部位的变形得以恢复，然后才能换接上一段规则和形状完全相同的支柱。根据上述确定修复方案的思路，来对我们所要修复的事故车进行修复。3、6对车身进行拉伸修复及修复方法的分析
用退火加温消除拉伸应力为了避免拉伸易被撕开的现象,采取对前纵梁严重变形处加温。加温时要注意,只能在棱角或两层板连接紧的地方加热,加热时温度控制很重要,因为随着钢板加热,其塑性就越来越高,当钢板温度超过某一点时,即发生材料或硬化、脆性变化。在拉伸折叠太紧的地方加热时,温度控制在(400~500℃)最好,一般不超过600℃。在加温的同时也可以使用铁锤敲击加温的钢板,刺激其金属晶粒,使变形了的晶粒在金属内部复原。在一般的情况下我们使用碳化焰对金属进行加温以消除内部应力。
拉伸修复过程的实施经过上述分析在车中采取了拉伸整形工艺,为了避免拉伸时产生变形折叠区断裂裂开,对于发生损坏的部位,按照“后进先出”的方法进行拉伸整形。(1)将事故车拉上
车身大梁校正平台,选用大梁校正仪的配套的部分特殊设计的夹具夹紧系统,将车身夹紧,并在用拉拔夹持器夹住变形纵梁的最前部位,也就是纵梁嘴处
(2)夹紧之后,进行车身损伤分析,在拉伸校正开始之前,拆去汽车上与此次碰撞维修的相关部件。因为承载式的车身损伤较易扩散到远处,经常扩散到一些意想不到的地方。确定了车身结构的损伤程度,并完全弄清楚了损伤区域和估计碰撞力度的大小方向,这样就可以做到在工作中不肓目操作。在进行拉伸和校正,计划修理程序时应掌握一些基本规则,以保证通过最少量的金属加工量来修复损坏部位,并且不会造成进一步的车身结构损伤。根据维修碰撞损坏的顺序与引起损伤的相反的程序来设计拉拔顺序,对车身进行拉伸操作时,要使用多点拉伸。因为承载式车身的材料金属板件很容易发生移位、收缩、延伸。不正确的拉伸,有可能增加车身部件的损坏,做到每一步都要认真的完成。(3)设备拉伸程序:拉伸时,每一次拉伸一小点,然后松开链条卸力、测量。操作时,注意“从里到外”完成的顺序,首先是长度,沿着汽车中心线,对汽车的纵向方向进行拉伸。然后是宽度校正,对汽车的横向方向进行校正。最后是高度校正。由于车身的高强度钢板对热很敏感,通常不要试图一步就完成维修校正拉伸。一般应该拉伸———保持平衡———再保持平衡,循环反复,至到车身拉伸整形完成。
四、汽车凹陷修复操作规范
单层部位的修复，只需一个挂链配合大工具就可完成。双层部位的修复，可通过原始孔、刮去粘连胶或打孔进行修复。其基本过程为：确认凹陷位臵→确定修复灯摆放的位臵及角度→根据凹陷情况选择适合的工具→确定修复时的支点→大体修复→漆面处理→精确填补→漆面处理→变换角度检验修复直至满意为止。4、1 前机盖的修复
前机盖修复比较简单，可根据情况拆掉隔热层或刮去粘连胶或打孔即可修复，需注意的是打恐的位臵要选择在隐蔽部位即可。
4、2 前叶子板的修复
前叶子板修复一般是通过卸下前大灯、轮胎上面的挡泥板、小侧灯就可修复。也可在前叶子板后端的孔隙进行修复，个别情况许将前叶子板上部的固定螺丝卸下，再用三角木支撑出空隙进行修复。4、3 车顶的修复
车顶修复时要根据凹陷情况，可全部卸下车顶内饰也可只卸下局部的内饰扣，原则是在工具可到达并可无障碍的情况下就可，尽量减少拆卸。4、4 前车门的修复
前车门修复时一般情况不必拆卸只需将车玻璃降下就可完成。如果凹陷在加强筋里或在车门下部边缘也许要拆卸车门内饰
进行修复，也可通过车门下部的排水孔进行修复。如果在上部的加强筋里可将玻璃外部的的防尘条卸下，通过加强筋上的自然孔进行修复。如果没有自然孔需将车门内饰卸下从加强筋下部边缘进行修复。个别车型也需要将车门上部的双层分开进行修复。如果凹陷在车门的前部需将车门拆下在修复架上修复，可通过穿线孔修复。4、5 后车门的修复
后车门修复比较方便，除了通过修复前门时的途径之外，还可通过后门前端的穿线孔进行修复。一般情况不必将车门整个卸下即可修复。4、6 后叶子板的修复
后叶子板修复时，一般情况只需将后尾灯卸下即可完成，如果凹陷在轮眉边缘时需要将轮胎卸下，在轮胎上面的护板里面开孔进行修复，开孔时一定要把握好开孔器的力度，因为轮眉边缘部位外部钢板与内部钢板距离比较近，不可将外部钢板也打穿。如果凹陷在后叶子板的上部后当风玻璃两端时，可将后当风玻璃两边的内饰板卸下通过内饰扣孔进行修复。4、7 后备箱的修复
后备箱的修复和前机盖的修复基本相同，只是其部位的边角和筋骨比较多，修复时要注意选择工具，力度要适当必要时要用上修复球。4、8 保险杠的修复
保险杠只有个别车型能修复（只有软塑料可以修复，钢化塑料、石棉的无法修复）其修复方法是：先用烤灯加热再用修复工具修复，然后用凉水冷却即可，需要注意的是加热程度不要伤害车漆但塑料部分具有可塑性即可
五、汽车喷漆凹陷修复技术
汽车无痕凹陷修复技术是一种对于汽车外型各部位，因外界力量撞击而形成各种凹陷进行修复的国际先进技术，该技术也大大的缩短了修复时间（一个凹陷修复大约需二十----四十分钟），和大幅度降低了费用（大约只需传统钣金、喷漆的百分之五十）。并且经该技术修复后的凹陷部位将永不变形和褪色，完全使车辆再次展现原有的风采,世界各国生产的汽车不论是车门机关盖、前翅、后厢盖等”坑凹"，修复范围达百分之九十以上。
六、汽车免喷漆修复技术
随着汽车市场的蓬勃发展，道路上的汽车逐渐显得拥挤不堪，车辆泊位也日益紧俏，不少车主只能够将自己的爱车放在路边停泊。随之而来的一系列轻微碰撞与刮蹭问题使车主十分苦恼。不仅如此，今年的几场冰雹又使露天停车与躲避不及的车辆损失惨重，原本崭新的漆面被无情的冰雹砸的坑坑洼洼。由于冰雹所造成的凹坑通常不会使车漆损坏，所以重新喷漆又不值得。人们通常对车身表面所造成的各种坑、凹、陷修复的方法是钣金、打腻子、喷漆等工序进行修补。这样的工序，既破坏了原车漆，又费时、费力、成本也较大。有时人们为了不破坏原来的车漆，也只好忍耐，不做任何的修补。带有车坑凹陷的汽车毕竟不是很美观，这对车主来说是非常矛盾的。
为了解决这一技术难题，美国洁士集团北京车爵仕汽车用品有限公司推出了“免喷漆凹陷修复技术”，这种技术可以在不伤害到车漆的情况下对汽车表面由于碰撞产生的凹坑进行修复，打破了以往板金修复后必须喷漆的落后技术，免喷漆凹陷修复技术是对由于外界因素而在车身表面所造成的各种坑、凹、陷进行修复，该技术是在不破坏原车漆的情况下，应用特制的系列工具和修复器，方便快捷地将车身凹陷恢复原状，而不是一般意义上的修补。
我们知道当汽车车身经过碰撞后形成的凹陷，也同时在其凹陷处产生了张力。任何物体都有恢复其原状的“愿望”或者说是“惯性”。免喷漆凹陷修复技术就是利用力学、热力学、和光学等原理来实现修复的。利用光折射的视觉效果判断凹陷的位臵和程度，应用杠杆原理按摩车身内部 “肌肤”逐步将车身凹陷处的张力释放，让车身凹陷处表面“熵”值达到最大，使凹陷恢复原状，实现对车身凹陷的快速、准确、完整地修复。同时再使用镜面镀膜技术，还能辅助修复后的汽车表面更加光亮如新。
凹陷修复技术也并非十全十美。车身的一些特殊部位用这种方法是修理不了的。比如：车身上的塑料件、车门的边缘、喷过车漆腻子太厚的地方以及车身严重变形的车辆
结论：通过写论文使理论与实践结合的更加紧密，理论与实践的结合使综合知识的运用更加得心应手。巩固了所学的专业知识，提高了解决实际问题的能力。而且通过对整体的掌握，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，丰富了经验，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。
通过写论文使我对各种工具的适用条件各种设备的选用标准，各种配件的安装方式，都有了一定的了解，使我在未来的工作学习中有了更好的应变能力和动手能力。让我了解专业知识的同时也对专业的发展前景充满信心。
参考资料
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