浅谈焊装工艺的调试思路与技巧

1039691009847202101009浅谈焊装工艺的调试思路与技巧

▶……………………………………………………………………………◀

崔东增张伟潘远安

摘要：焊装工艺的调试工作量大、问题多，严重影响着白车身的质量和生产周期。为了更快更好地解决焊装工艺生产现场装配精度的恢复，既能生产稳定而合格的产品，又能缩短产品生产准备周期，基于对多车型现场调试的经验，总结出焊装工艺现场调试的基本思路：操作人为因素、夹具因素、制件因素、焊接方法因素、产品结构因素以及测量因素等多方面影响因素，调试人员可参考以上因素逐一分析问题，为快速解决问题提供思路，提高车型生产效率。关键词：焊装工艺现场调试影响因素0前言

压件、模具、夹具、检具以及焊装工艺等，尤其是焊接夹具机构设计优化、焊接工艺分析、零部件公差的合焊接是汽车车身最主要的连接方

理分配等方面更是焊装生产现场调试式，对车身质量有重要的影响。控制的重点。综合运用工艺知识与经验，汽车白车身的焊接质量是一个相对复做好白车身在调试过程中的质量控杂的系统工程，涉及到产品结构、冲

制，是焊装生产现场调试最主要的工

42

汽车工业研究·季刊2021年第1期

作。调试工作完成的好坏，直接影响

白车身的开发周期、整车质量及制造成本[1]。因此，通过对以往车型在焊装工艺调试及生产过程中质量控制的经验与技巧进行分析总结，供后续车型参考。

1焊接夹具调试基本思路

1.1夹具在预验收和刚入场时，由于人为因素

操作者对装焊工艺文件的理解和熟知度不足，容易出现零部件装配关系错误及装配不到位的现象，造成漏焊、错焊等质量问题，所以装配顺序及正确性必须保证。这也是焊装生产现场调试的前提，只有满足前提需求，才能进行后期的调试与分析。为保证人员操作的正确性，正式生产前期，焊

接工艺人员会对每套工装编制相应的焊接过程指导书，对该工位的设备需求、上件顺序、焊点数量及操作方法等进行详细的描述说明，现场工人首次焊接时，依照指导书的指示进行规范操作，即标准作业。同时，跟踪和核对指导书与产品数据的一致性及焊接操作的可实现性，确保工艺文件的准确度与实用性。

1.2一、检查干涉类问题

夹具因素夹具设计时，虽然会对焊钳及开合机构的运动轨迹进行模拟仿真，但是由于人为疏漏、产品实际加工、装配或者零件尺寸的偏差，干涉类问题仍然无法避免。如调试过程中出现工件与夹具以及夹具自身摆臂与连接件之间的干涉类问题，将影响操作及数

据状态的判断。干涉类问题一般分为两种：静态干涉与动态干涉。通常夹具预验收进厂之后，我们将带有检测数据的零件放置在夹具上进行调试焊接，监控摆臂开合、焊钳轨迹、零件取放等干涉问题，此为动态干涉；同时观察零件与夹具的配合状态，尤其

限位面定位销图1某车型尾灯板分总成

R撑块难以保证与零件完全随形而造成

过度区或者形面复杂部位，通常支成本昂贵的设计。

局部干涉（自动线还应重点观察传感2从零件单品到局部分总成，再由、焊装夹具基准特性

器与零件的干涉，通常传感器距离零

分总成到车身焊接总成（地板、侧件感应面为1.5-3.0mm），此为静态干围、门盖等），这样一个层层连接组合涉。调试焊接的通过性可将所有干涉的过程实质上就是焊接过程。而从零类问题消除。

件单品到焊接总成最终形成白车身的二、夹紧机构气路顺序

所有过程环节，看似相对，实则气路夹紧顺序问题是在调试过程密切相关。因此，零件单品的尺寸精中遇到的一个非常隐性的问题，经常度是整个环节的基础，对白车身总成被调试人员所忽视。如果夹具没有按的焊接质量与尺寸精度是否合格起着照顺序夹紧而是同时夹紧，就会出现决定性作用。这一过程就要求分总成件还未装配到位已被夹紧，失去夹具及白车身焊接总成之间工装夹具的定原本设计作用。因此，多处夹紧时，位基准必须具备一致性和延续性，才气路应满足先夹刚性好的大件（本能保证分总成及白车身焊接总成的质体）后再夹小件（依附件）的原则来量，即便出现尺寸超差等质量问题也设置，消除夹紧顺序问题。

容易进行过程缺陷原因分析，便于问三、夹具基准的选取原则、基本题修正和产品的质量控制[4]。此项工特性及支撑定位因素

作在SE阶段（ProcessSimultaneous1、夹具基准选取的原则[2-3]：Engineering装规划时基本已确定，且可以有效降，即：汽车同步工艺）工分，或者说尽量避免选择零件曲线面1）定位面应优先选择零件平面部

低30%~50%的费用成本。若某个工位

部分，而且尽量选取强度好的地方，

出现更改，务必调整后续工位的夹具满足零件定位的可靠性和稳定性；定位，这里需要提示调试人员，一定要将旧状态制件使用完成后再作调序与下道工序在同一位置或部位，有2）夹紧定位面应尽量选择本道工

整，否则将混乱分析思路。

利于提高夹具的重复定位精度；

3夹具在定位时，为增加焊接的稳、主、辅支撑定位因素

定性的前提下，3）夹具定位点满足定位精度和稳

其数量越少越好，有定性、减少防止焊接过程中的变形，利于提高分析效率；

会适当增加多于理论数的支撑点。由4）尽量避免夹具定位结构复杂、

于支撑点都是经过三座标检测标定完Manage

追加定位销成的，都是与理论数值相符合，零件装配时，过多的支撑点会使零件处于过定位状态，若零件自身尺寸存在偏差，则不能保证所有定位面均完全贴合[5]。这会给调试人员带来困惑。调试人员必须分清定位主次，否则分总成乃至总成合格率提升很难。调试的过程中应先保证主支撑定位，辅支撑定位数值应低于理论数值，也就是说钣金和辅支撑定位之间为间隙配合关系，经验数值低于扳金0.1-0.3mm为宜，而且根据具体情况，有些辅支撑定位也可撤消。

除了定位基准，也应考虑焊装夹具的结构合理性，是否方便日常维护；是否满足人体工程学，方便操作；是否易于调整，降低调整成本等等很多因素。

四、定位元件的刚性和硬度因素焊接夹具使用频率极高，且焊接时焊钳有冲击力，定位元件（规制块，定位销，型板等）必须具备足够的刚性和硬度，来满足定位精度要求。对定位元件是否符合刚性和硬度的要求，根据经验总结了一套简便的手法：

动连接机构，观察晃动量。晃动了约1、刚性：夹具通气状态下用手晃

大于0.5mm值，则可判定制件刚性不足。

2、硬度：一般来说，规制块和

汽车工业研究·季刊

2021年第1期

43

Manage

了尺寸状态。

六、其他因素

验证焊钳通畅性也是焊装工艺调试的一个重要因素。量产车型需要经历产能的“爬坡”，生产节拍也随之加快。如焊钳通畅性不良，则人工操作困难，影响后期产能与节拍的提升。同时，还容易造成漏焊或焊点不良等问题，影响车身强度。通过夹具调试过程，识别焊接时操作困难部位并迅速进行设计变更的整改，最终保证人工操作便捷，完成快速准确的打点焊接。

1.3制件因素一、冲压件合理性

夹具调试过程也是验证零件合格与否的一个重要过程之一。工装夹具性能及尺寸的合格是调试过程的前提，否则将无法判定零件自身是否存在尺寸问题。调试过程中，允许部分薄板件存在局部的回弹变形，此类问题一般通过夹具矫正均能使零件达成合格状态[6]。因此，调试人员必须充分了解零件要求及其工艺特性，通过合理的调试方法，放宽对冲压件的合格率范围，不能一概而论的认为回弹既是零件质量问题。而这一点是很多工厂难以做到的，冲压与焊装人员的互通可适当降低设计与调试成本。

调试前期多数冲压件检具未返厂，对冲压件的判断和使用常常出现误区。通常调试阶段需要合格的全工序工装件，但是受工艺及周期往往难以实现。为此，对调试人员来说，需要有一些适度的方法去控制自身缺陷。譬如冲压件的孔位偏，反弹，型面不匹配等一系列问题，也可进行零件钣金修正来满足调试要求。亦是如此，对于纵梁及料厚大的件，出现较大的变形问题时仍然需要专业人员组织修复。

二、模具结构合理性

冲压件模具结构不合理，也会产生许多不良因素：回弹，孔位偏，褶皱等。同时，设计变更及结构整改要求现场调试人员能清晰了解模具结构及制造流程，以便控制调试进度和质量。例如：车门内板常见的回弹问题。通常车门内板等开口类单件都存在向外回弹的趋势，回弹量1.0-3.0mm不等，所以现阶段在内板模具设计过程中应考虑在拉延工序零件根部R角处计算回弹补偿量，或通过外置侧推机构进行回弹矫正，保证冲压件单品质量。

1.4焊接方法因素

焊接顺序也是一个容易被忽视的指标因素。多数人根本未意识到焊接顺序也会对焊接质量产生影响。在满

定位销硬度要求为HRC35-45。须用硬度计测定，但有时为提高效率，通常用常规锉刀对规制块或定位销表层进行轻锉，如有表层脱落，则表示其未淬火。如常规锉刀在规制块或定位销表层锉削时打滑，无表层脱落，则表示其已达到淬火。当然，这只是确定夹具厂家是否进行了淬火工作，具体的硬度还是需要硬度计实际测量为准。

五、夹具的再设计

对于尺寸相对偏大的工装夹具，设计结构通常是相对复杂的，调试过程中必然会出现工装设计问题、加工问题以及零部件尺寸超差问题等。而且单车的调试、小批量试生产和批量生产又会出现许多未发生过的新增问题。因此，调试人员应该随时了解实际情况，并对其出现的不断变化予以修正，针对调试过程中夹具元件出现的问题进行再设计。如图1所示的某车型尾灯板分总成再设计实例，设计初期定位方式采用定位销配合限位面方式定位【图（a）和（b）】，理论上讲可以实现，但由于零件在生产过程中型面回弹和公差波动，侧面限位面失去限位作用，所以造成零件定位不稳定，总成合格率及装车状态出现波动。在夹具上追加定位销【图（c）】，成功控制焊接的稳定性，保证

尺寸变形图2某车型发罩总成图3铰链加强板样件

44

汽车工业研究·季刊2021年第1期

足操作的前题下，焊接顺序的制定，应尽量保证先对重点控制方向进行焊接，避免应力变形导致重要部位尺寸偏差。通常，焊接前期焊接指导书中会明确规定焊点数量与焊接顺序，但实际生产时由于零件状态的公差波动，焊接工艺人员往往会根据实际情况对局部焊点进行焊接顺序的更改并试焊验证，验证合格后，标准作业指导书随之更新。

1.5产品产品结构因素

结构合理是提升质量的关键。解决由于产品结构不合理而造成的尺寸问题，也是调试的重点。例如某车型发罩总成尖叫变形导致的尺寸问题，图2所示。由于发罩铰链加强板结构不合理，且强度不足，导致发罩多次开启后铰链附近尖角处出现2mm以上的尺寸变形问题，严重降低了白车身总成合格率。通过与设计部门、冲压部门协同合作，制作人工修复样件：将铰链加强板尺寸由60mm*40mm变为125mm*125mm所示。然后进行（左右对称）30辆份零件试装车

，如图3验证，均未出现尺寸变形问题。而后将模具进行正式整改，前盖总成尺寸问题彻底消除。

1.6衡量车身调试是否成功最直接的测量因素

评判标准就是零件总成检测的尺寸合格率。所以了解产品检测的特性是制定车身调试方向的基本依据。依照检测点不同的功能需求，通常将白车身的测量点分成三类：主要定位基准检测点、关键产品特征检测点和关键控制特征检测点[7]。

1主要定位基准点的选取的基本原）主要定位基准检测点

则是保证模具、检具、夹具的一致性。白车身的焊接过程中需使用大批量工装夹具等设备来完成零件之间的定位加紧，只有定位基准点保持一致，方可确保零部件在每个工序焊接

过程中相对位置关系的一致性，进而保证车身焊接的尺寸稳定性。

2白车身总成是整车的外观基础，）关键产品特征检测点

其制造水平的高低是衡量主机厂工艺技术能力的重要标志。白车身外观形象是否满足人们的审美要求，将最先决定顾客对汽车的购买意愿。而白车身总成在七大开口处设置着主要关键特征检测点，即前机舱区域、前风窗区域、车身四门门洞区域、后风窗区域。关键产品特征检测点即是影响白车身外观状态的关键尺寸检测要求，从专业角度衡量，即为白车身外部制件型面状态及间隙的尺寸配合。若外观间隙配合欠佳，不仅使白车身的美观性大大折扣，甚至影响整车销售，同时还会使用户认为白车身质量有问题。

3关键控制特征检测点是关键产品）关键控制特征检测点

特征检测点的必要保证，其设定有利于识别同级零件装配过程中工装夹具对白车身焊接总成装配尺寸质量产生的影响，且主要用于装配过程尺寸的控制，对白车身焊接总成装配过程中产生的偏差进行识别与分析判断。关键控制特征检测点在白车身焊接总成检测点中数量比重所占较多。如内、外饰安装部位、密封部位等，而且可以正确地反映零件在焊接过程中的实际状态，有利于进行夹具故障识别与诊断。

2结语

通过焊装调试过程的分析，本文论述了操作人为因素、夹具因素、制件因素、焊接方法因素、产品结构因素以及测量因素等各项影响因素，并结合实际案例进行解释说明。不过，焊装调试是一个复杂的工艺过程，其标准化建立还有很大的完善空间，需要不断地进行经验总结，知识积累。

Manage

随着调试人员经验的增长、学习以及标准化流程的建立，车身质量将会稳步提升。

参考文献

[1]秦晓旭,张振龙,方志国等.白车身开闭件焊装手自一体式夹具设计[J].汽车工业研究.2018.(1):56-59

[2]徐礼锋.浅议汽车焊接夹具的结构设计[J].职业圈.2007.(1):132-134

[3]邵晨.基于事例的汽车焊接夹具设计及标准化[D].北京化工大学.2009

[4]佚名.汽车白车身焊接夹具的结构设计浅谈[EB/OL].https://wenku.baidu.com,2019-03-21

[5]樊香梅,颜杰军,黄祥孔等.浅谈焊装

夹具精度调试[J].装配维修技术.2014.(1):56-60

[6]年雪山,李占营.浅谈车身焊装夹具调试[J].汽车工艺与材料.2010.(3):10-12

[7]李家汉,刘文辉.白车身三坐标检测点的布置及优化[J].华东交通大学学报.2003,20(5):107-110

汽车工业研究·季刊

2021年第1期

45