外观焊点的分类和制造策略

作者:樊 勇 吴静臻 文章来源:上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 发布时间:2010-11-15
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图1  不同车型的外观焊点

无论是外观焊点还是普通焊点,要保证焊接质量,必须要保证其焊接强度和焊接稳定性。对于产品部门,需要尽可能地从设计角度避免或者减少外观焊点的数量,制造部门对外观焊点可采用铜板焊接等方式,也可采用TOX技术进行铆接,从而保证焊点表面平整,焊点外观整洁、美观。

在白车身的设计和制造过程中,会有一定数量对外观表面有较高要求的焊点,这就对产品的设计过程以及制造部门的焊接方法和质量的控制等提出了更高要求。本文将这些外观焊点进行了等级分类,并且对产品设计以及制造策略和方法提出了要求。

外观焊点的定义和现状

外观焊点是指前后门、前后盖(尾门)以及天窗等在打开或关闭状态下,从整车内部或外部能够看到的焊点。目前,汽车制造企业各级别的车型基本都在四门两盖区域、侧围排水槽以及侧围锁扣处等区域出现外观焊点。考虑到汽车的制造成本以及焊接这些外观焊点焊接质量的稳定性,有必要对这些外观焊点进行等级分类,并针对不同等级的外观焊点采取合理的制造策略来满足成本及质量的要求。

下面列举一些汽车制造企业不同车型的外观焊点位置及处理手段(均为4S店实车拍摄):图1a为某汽车制造企业价格为20~40万商务车门上的外观焊点;图1b为某企业价格20~27万B级轿车后门上的外观焊点;图1c为某企业价格17~30万B级轿车前门上的外观焊点;图1d为某企业价格11~13万A级轿车的侧围尾部,后盖开启后排水槽处的外观焊点;图1e为某企业价格17~30万B级轿车侧围后门锁扣处的外观焊点。

从图1这些不同价位、不同用途的车型可以看出,外观焊点均出现在四门区域以及侧围尾部排水槽等处,且均没有使用诸如垫铜板等保护措施,故焊点压痕明显,且部分呈现扭曲状况,焊点也不圆整。对于出现在侧围锁扣处的外观焊点,一般都会采取铜保护等措施,并打磨后呈现较好的外观质量。此外,对于一些高档轿车四门等区域的外观焊点,有的采用TOX连接技术,如图1中f、g所示,铆接处呈现一个圆整的圈,表面平整,外观一致性较好,也较美观。

外观焊点的分类和制造策略

结合各汽车制造厂家的车型和成本控制,以及制造策略的考虑,现将外观焊点做以下分类,这对产品设计部门和规划制造部门也提出了要求:

1. 第一类外观焊点(I)

定义为开启件(不包括加油口小门)关闭时,从整车的内部或者外部可见的焊点。对于产品设计部门,设计时不允许出现此类焊点,如果有例外,必须作为特例和制造工程部以及质保部门讨论确认。而对于规划制造和生产部门,不允许出现此类焊点,一般情况下也拒绝接受此类焊点。


图2  某车型后门

2. 第二类外观焊点(IIA)

定义为车门打开后,从整车的内部或者外部在通常高度下易视的焊点(一般为窗框、门以及侧围腰线附近及腰线以上的易视焊点)。对于产品设计部门,设计师尽量避免出现这类焊点,如有例外必须作为特例和制造工程部以及质保部门讨论确认,并在设计中满足以下要求:这些焊点的焊接搭接宽度增加20%;板厚比不大于1.5:1;不允许有设计间隙;只一侧有外观要求;有外观要求侧的板厚小于1.2mm;只能两层板焊接;焊点处不允许涂胶。对于此类焊点,生产部门以焊接铜板方式或以大曲率半径的电极机器人焊接方式保证焊接质量,并要求实际装配间隙小于0.25mm。此外,焊点打磨抛光保证焊点无明显压痕。

3. 第二类外观焊点(IIB)

定义为打开门从整车内部或外部非正常高度能够看见的焊点(一般为低于腰线的焊点、侧围门洞铰链侧焊点、门上靠A/B柱侧的焊点,以及天窗打开后侧面可能可视的焊点)以及前后盖/尾门打开后可见的焊点(包括侧围上的可视焊点)。设计部门设计时,应避免出现此类焊点。如有例外,必须作为特例与制造工程部、质保部讨论确认,并要求在设计中满足以下要求:焊接翻边增加20%;板厚比不大于2:1;不允许有设计间隙;只一侧有外观要求;有外观要求侧的板厚小于1.2mm;推荐2层板焊接。对于规划制造以及生产部门,尽量使用机器人焊接,如果是手工焊接应设计焊接导向,同时焊接时焊点对操作人员来说必须可见,实际装配间隙小于0.25mm。最后进行焊点的表面检查、打磨和抛光。

4. 第二类外观焊点(IIC)

定义为有装配要求且有遮蔽的焊点(如门铰链、立柱铰链及侧围锁扣安装处可遮挡住的焊点)。产品设计部门通过优化设计,尽量少设计此类焊点。板厚比不大于2:1,不允许有设计间隙;只一侧有外观要求;有外观要求侧的板厚小于1.2mm;推荐2层板焊接。对于规划制造以及生产部门,尽量使用机器人焊接,如果是手工焊接也应设计焊接导向,同时焊接时焊点对操作人员须可见,实际装配间隙小于0.25mm,最终焊点必须平整无凸起扭曲,不影响装配。

5. 无外观要求的焊点(III)

除以上之外的其他焊点,对产品设计和规划制造无特殊要求,只要满足公司的设计要求和质保要求即可。

根据以上要求,我们对新车型在规划时逐一评估,确定外观焊点的要求,避免了焊点的表面缺陷,同时也避免了质量过剩。

实际案例

图2为某车型的后门,可以看出在防撞杆和车门内板的连接处有用红色圆圈圈处的四个焊点,这四个焊点因为没有橡皮饰条等遮挡变成了外观焊点,并且防撞杆支架的钢板厚度为1.4mm,门内板的厚度为0.7mm,板厚比为2:1,刚刚满足上述标准。

按质保部门的要求,这些焊点作为外观焊点需要垫铜板进行焊接。在整个项目过程中通过破坏性检查以及使用试片进行焊接检查发现,存在一定频次的诸如熔核直径小,焊点缩孔甚至虚焊等缺陷。由于铜块为易耗品,本身具有一定成本,且需要定时打磨和调整使其与工件贴合得更好,因此,这也是一种无形的工作量,耗费了时间和人力,不利于降低成本。要保证焊接质量,最重要的是要保证焊接强度,同时,由于焊点处于门下方,也属于对外观要求不敏感的区域,故经过多轮验证,参照上述标准和相应其他车型的情况,将此部分的铜保护拆除,现场的焊点要求焊接后一致性良好,没有扭曲,后续进行相应的打磨抛光程序,使焊点较为整洁、美观。

结语

综上所述,所有焊点无论是外观焊点还是普通焊点,首先必须要保证其焊接强度和焊接稳定性。对于产品部门,需要尽可能地从设计角度避免或者减少外观焊点的数量。此外,考虑到车型的市场定位以及制造成本经济性等因素,以上焊点分类和制造策略可以进行合理的调整。对于新车型的设计,应根据现有同档次车型的实际情况,综合评估、确定设计车型的外观焊点要求。

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