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汽车白车身焊接质量控制及检测和评价摘要：白车身即为车身钣金总成，其是由很多冲压成型的钣金焊接而成的结构件。
白车身结构复杂，由几百个冲压件、焊接螺栓、焊机螺母经过焊接而成，因而焊接的焊点非常多。
白车身的焊接工艺技术主要有电阻焊、电弧焊、激光焊、ＣＯ２气体保护焊。
关键词：白车身；焊接；质量控制；检测；评价引言随着汽车制造技术水平的高速发展，各汽车主机厂焊装工艺的自动化程度越来越高，其中机器人的投入使用带来的自动化提升最为明显，为适应主机厂的发展，为主机厂提供焊接零部件的供应商也开始大量使用机器人进行自动化生产，节约人力成本的同时，提升自动化率，提升产品质量的可控性与一致性。
同时，随着生活水平的提高，人们对汽车的需求越来越多样化、个性化，促使汽车制造向高柔性化方向转变。
焊接零部件供应商为适应这种需求，也在寻求更为经济，更高效率的柔性生产方式。
1装置工作原理该汽车车身板件定位切割焊接装置，包括支撑板、定位杆和板件，支撑板上设置有滑动槽，滑动槽内部通过滑动块安装有支撑块，支撑块顶部端面包覆有棉层，板件的内部通过棉层放置在支撑块上，空腔内底部通过导向槽安装有滑动板，定位杆通过调节轴固定安装在滑动板的末端，定位杆的末端通过转轴安装有定位座，并通过定位座的端面与板件端面接触设置。
切割、焊接时，对板件支撑固定，支撑块根据需要支撑固定的板件的面积通过滑动槽调节位置，支撑块通过顶部端面包覆的棉层对板件内部支撑，滑动板通过导向槽根据板件的长度或宽度从空腔内部拖出，操作盘对调节轴转动，带动定位杆转动，并根据需要焊接固定的板件宽度通过调节块在调节槽调节位置。
2汽车白车身焊接工艺2.1电阻焊技术电阻焊技术是指被焊接零部件在两个电极之间，以电流熔炼零部件实现白车身融合的技术。
此类白车身零部件在焊接中的电阻值相对较大，当电流经过此零部件的时候都会造成焊接部位临近区域产生电阻热。
从而融化两个零部件，将其牢固地结合在一起。
当前，电阻焊主要包含了点焊、凸焊、缝焊和对焊四种类型。
0引言在现有新车型样车试制过程中，白车身的焊接总拼的主要形式是平移式总拼［1］，主要由2个基础拼台和4个基础立柱构成。
下车体的主定位夹具单元固定在基础拼台上，左右侧围的定位夹具单元固定在4个基础立柱上，当车型不同时，需要在总拼上重新安装对应车型的定位夹具单元，在同一时段不能进行车型切换，该总拼结构形式在多车型快速切换方面存在一定弊端，总拼焊接节拍和人机工程也存在不足。
在量产焊装生产线中，总拼工位的拼台形式更加柔性化、平台化、智能化。
常用的总拼形式有翻转平移式总拼、翻转式总拼、多面体式总拼、OPEN GATE 总拼（通过堆栈法实现柔性化生产的一种总拼形式）、Geotack总拼（依靠侧围工装的切换实现同一工位的柔性化生产）、机器人总拼、内置式总拼7种［2］。
各类型总拼形式在定位精度、占地空间、投资成本、维护成本、柔性化方面各有优势和劣势。
本文结合样车试制过程中，综合考虑场地、投资成本、柔性化等方面的影响因素，自主开发了一种白车身总拼焊装柔性化拼台，可以实现高柔性化、高集成度的样车总拼自动化焊接形式，并在实际应用中取得了良好效果。
1总拼焊装柔性化拼台开发方案开发新的白车身总拼焊装柔性化拼台前，需进行柔性焊接性工艺分析，以及总结现有柔性制造经验［3］。
该拼台用于自动化焊接岛中，集成了AGV（自动导引运输车）输送、NC（位置控制）定位系统、夹具抓手、机器人&7轴导轨等系统，并能实现白车身的输送和机器人定位焊接。
为了让该总拼焊装柔性化拼台更好地用于自动化焊接岛，研究人员提前规划工艺布局，通过模拟仿真，综合分析AGV输送系统、NC 定位系统、夹具抓手系统、机器人&7轴导轨系统等集成后相互之间的位置关系、功能实现等因素，列出总拼焊装柔性化拼台功能实现存在的关键技术问题，并给出解决相关问题的方案措施。
该总拼焊装柔性化拼台可以用于样车试制多车型同步开展的自动化焊接岛中，实现在一个工位就一种白车身总拼焊装柔性化拼台的设计与应用张正举，李福贵，张惠立，谢晋全（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西新能源汽车实验室，广西柳州545007）摘要：新车型研发的样车试制阶段，白车身是通过总拼拼台工装对下车体、左右侧围等分总成合拼定位夹紧后，焊接成一个稳定、精确的车身结构。
DPCA白车身制造技术简介技术中心林平•课题意图：意•1、让新员工了解白车身构成•2、让新员工了解项目的技术思路•3、让新员工了解焊装的通用技术一、白车身制造构成•众所周知，白车身通过油漆后再组装各种众所周知白车身通过油漆后再组装各种装饰件和发动机等，即为整车。
但是白车身是如何组装的？它由那些件组成呢？身是如何组装的它些件组成•轿车制造由冲压、焊装、油漆、总装4大车间完成，而白车身即由焊装工艺进行工业化开发一、白车身制造构成四门+2盖翼子板车身制造流程•车型规划：车划首先我们需要将车身零件制作成分总成，然后再进行地板及车身的拼装。
为此我们规划了各种生产线来进行车身制造。
划了各种生产线来进行车身制造一般地有：前端线、后端线、侧围线、车身线、车门线、机罩行李箱线、调整线车身分7大块一、白车身制造构成四门+2盖翼子板车身1.重要装配线：调整线•调整线主要把焊接车身、四门两盖和前翼子板进行组装，形成焊装白车身，并最终发往油漆车间•技术特点：频繁使用各种力矩打紧工具，车身外观检查和翻修、装配间隙面差调整翻修装配间隙面差调整•专业词汇：专业焊接车身：关键开启件：左右车门+机罩+后行李箱（或后背门）下图是调整线的装配示意图，装配顺序依次是4门、翼子板、机罩，行李箱般可以灵活安排这样装备主要是有利于、机罩，行李箱一般可以灵活安排。
这样装备主要是有利于车身尺寸的有序控制和调整。
顺序：后门-前门-翼子板-机罩（翼子板机罩的装配顺序会导致安装样架大小的区别）带后翼子板的车身样架有标准结构W23、tx3不带后翼子还在总结返修、装配、再返修输送（步进式、随动式）、气动工具零平面2.车身线车身线是焊装最重要的生产线，它需要完成将地板、侧围、顶盖等相关分总成的成型、拼装焊接，并保证足够的装配精度关分总成的成型拼装焊接并保证足够的装配精度技术特点：成形工位集中，自动化率高。
关键工序：车身成形定位机、顶盖合装工位、后续焊自动化、柔性化、规划的可前展性、对外接口（地板、侧围等怎么来）车身成型工艺爆炸图3.地板线•地板线是汽车白车身焊装的最重要的生产装备线，其主要功能是地板主要结构件如：前端、后端、前围和内纵梁等的拼装成型焊接；生产线特点是，自动化程度高，梁等的拼装成型焊接生产线特点是自动化程度高装备复杂，造价昂贵；需要注意地板并非底盘地板是指焊接结构件底盘•需要注意：地板并非底盘，地板是指焊接结构件，底盘是指发动机、变速箱、悬挂、动力传递系构成的行驶系统。
汽车白车身焊接技术目录引言第一章汽车白车身焊接概述第二章电阻焊第三章CO2 焊第四章焊接安全与防护摘要汽车工业中，焊接是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用，车身的焊装质量直接决定着后面工序的质量，车身的装配质量不良，不仅影响整车外观，还会导致漏雨、风噪、路噪和车门关闭障碍的发生，所以，汽车白车身焊接技术应该引起足够重视。
关键词焊接、电阻点焊、CO2气体保护焊、焊缝、焊接安全用电技术。
引言汽车车身壳体是一个复杂的结构件，它是由百余种、甚至数百种薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。
由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。
汽车白车身主要应用的焊接方法有电阻焊（包括点焊、凸焊）、电弧焊（包括CO2气体保护焊、螺柱焊）以及钎焊等。
由于汽车的白车身主要是冲压、轧制的薄板构件，故点焊在其中被广泛采用。
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。
随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。
而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。
在此论文中，主要介绍的是奇瑞汽车河南工厂焊装车间的一些焊接方法与工艺，如主要用的电阻点焊机和CO2焊机。
第一章汽车白车身焊接概述第一节焊接概述在金属结构及其他机械产品的制造中常需将俩个或俩个以上的零件按一定的形式和尺寸连接在一起，这种连接通常分俩大类，一类是可拆卸的，就是不必破坏连接件本身就可以将它们分开，如螺栓连接等。
另一类连接就是永久性连接，即必须在毁坏零件后才能拆卸，如焊接。
焊接是通过加热或加压，或者俩者并用，并且使用或不用填充材料，使工件达到结合的方法。
为了获得牢固的结合，在焊接过程中必须是焊件彼此接近到原子间的力能够相互作用的程度。
汽车柔性焊接工作站的设计及应用作者：蔡陈阳黄伟雄陈佳来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2024年第06期关键词：汽车焊接；车身拼装；柔性工作站；MCP 理论中图分类号：U468.2+3 文献标识码：A0 引言汽车白车身柔性工作站的设计，是汽车制造业迈向智能化、高效化生产的重要一环。
孙贤初[1] 对空调器进液管组件焊接进行无人化生产线的设计，最终实现精确控制；吕柳熙[2] 通过降低误差解决了机械结构的间隙和响应实时性问题，最终提高了系统的动态性能；高佳篷[3] 开发了一种机器人智能焊缝跟踪方法，实现复杂工况下的自动化焊接；王伟刚[4] 根据公司发展战略的要求，对SDY（上汽通用东岳汽车）工厂汽车焊装车间制定一系列的可以提高焊装生产线的生产效率方案，最终实现了车辆智能化生产；陈鑫[5] 利用所设计的焊接算法，实现了稳定准确的焊接方式。
为了适应汽车市场的多样化和个性化需求，白车身拼装线需要具备更高的柔性化生产能力的工作站。
这意味着产线能够根据不同的车型要求进行快速调整，实现多品种、小批量的生产。
1 汽车白车身焊接工作站的介紹机器人可以执行重复、单调的焊接任务，且精度和速度都远高于人工操作。
通过引入机器人作业，可以进一步降低人工成本，提高焊接质量和一致性。
值得注意的是，虽然自动化技术在焊接领域的应用日益广泛，但仍有许多分总成生产线保留了人工操作与机器人作业相结合的模式。
1.1 汽车白车身焊接生产线简介汽车拼产线主要完成白车身总成方面的集成焊接。
工艺过程比较复杂，通常包括物料配送、定位、涂胶、搬运、零件抓取、螺柱焊接和电阻点焊等。
白车身总拼线目前的焊接工艺及具体设备如图1 所示。
1.2 汽车白车身拼焊线现状随着汽车制造业的快速发展，对白车身分拼焊接的生产效率提出了更高的要求。
然而，目前部分产线在生产过程中存在生产流程不够优化、设备自动化程度不高、人工操作过多等问题，导致生产效率低下，难以满足市场需求。
其次是质量控制问题。
白车身结构和制造技术简介培训教材车身的分类按车身承载情况，白车身可以分为非承载式、半承载式、承载式。
●非承载式结构是由车架与车身组合而成。
在车身全长上具有独立的车架，车架类似人的骨骼，车辆所受载荷主要由车架来承担。
车身弹性地固定于车架上，主要承载内部人员和行李重量。
卡车，大客车，面包车，越野车中使用此种结构的较多●半承载式车身和非承载式车身结构上一样，区别是车架和车身的连接是刚性的●承载式结构的车身没有独立的车架，车身由底板、骨架、内外蒙皮焊接成为刚性框架结构件，整个车身构件全部参与承载，所以称为承载式车身。
一般的乘用车多采用承载式车身车架车身﹢非承载式承载式车身结构设计车身总体尺寸和形状以及承载的结构型式确定后，即可着手进行细致的结构分析与设计。
设计车身结构大致按以下步骤进行：1）确定整个车身应由哪些主要的和次要的杆件组成，使其成为一个连续的完整的受力系统；确定主要杆件采取怎样的截面型式－闭式的或开式的。
2）确定如何构成这样的截面，截面与其他部件的配合关系，密封或外形的要求，壳体上内外装饰板或压条的固定方法以及组成截面的各部分的制造方法及其装配方法等。
3）对各个截面的初步方案制定以后，可以绘制由一个截面过渡到另一个截面的草图，杆件连接结构草图以及与此同时所形成的外覆盖件（壳体、蒙皮）草图。
4）将车身分成几个分总成，例如分为四门两盖、底板、发动机舱、侧围、顶盖、后围等；按分总成着手划分壳体进行分块，并在主要的大型冲压件间的接缝处划线和注明连接型式，以便与制造部门进行商榷。
5）同时进行应力分析计算。
6）进行详细的主图板设计，并画出零件图。
车身结构设计车身骨架设计应满足车身刚度和强度的要求。
刚度不足，将会引起车身的门框、窗框、发动机舱口及行李箱口的变形，车门卡死；低刚度必然伴有低的固有振动频率，易发生结构共振和声响，并削弱结构接头的连接强度，还会影响安装在底架上的总成的相对位置。
而强度不够则将引起构件出现裂纹和疲劳断裂。
白车身柔性总拼焊接系统介绍背景简述随着汽车工业及汽车装备制造业的深入发展，智能、柔性、高效、高精、自动化已成为汽车装备业发展的主流方向。
同时，随着我国汽车生产规模的快速发展，市场竞争全球化，顾客和市场需求多样化、个性化发展，汽车业由传统的单品种、大批量生产方式向多品种、中小批量及“变种变量”的生产方式过渡，以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的生产方式转变，因此各整车企业与集成商均在积极开发和推广能够大幅降低投资成本，提高生产效率的柔性生产解决方案。
白车身柔性总拼焊接系统其主要功能是实现多种不同白车身产品的地板总成、左/右侧围总成及顶盖总成等主要车身总成零部件的组合焊接，是实现白车身柔性生产的核心装备。
目前国内各大主流合资品牌汽车厂均已基本实现多种车型共线柔性生产的生产模式，并拥有其标准模式的柔性总拼系统或固定的供应商合作伙伴。
如丰田、本田、日产及大众、现代等主流跨国企业都拥有自主开发的全球标准柔性总拼系统。
其他主要外资汽车公司如通用、标致、菲亚特等也拥有比较固定的总拼系统装备供应商。
自主品牌汽车企业由于产品竞争激烈，单一车型产品销量有限，需要多产品竞争，更需要综合考虑投资与效率，其在生产模式上也逐渐向柔性化制造方向发展。
然而，由于国内汽车装备企业起步较晚，缺少自主的核心开发与设计企业，主要在中低端市场领域竞争，目前国内应用的白车身柔性总拼焊接系统及激光焊接系统、核心输送系统等高端装备都是由外资主流集成商提供，基于上述现状，广州明珞汽车装备有限公司(以下简称“明珞装备”）开发了完全具有自主知识产权的国际领先水平的白车身柔性总拼焊接系统。
最优的白车身柔性总拼焊接系统的定义综合当前各主要柔性总拼焊接系统的综合因素及汽车白车身柔性制造的需要，最优的柔性总拼焊接系统应包括以下特点：满足从单一车型到多车型共线生产(4车型、6车型或者更多车型)满足从单一平台到多平台车型共线生产(2平台、4平台或者更多平台)满足从A0级车型到C级、D级车型共线生产，对车型产品没有特殊限制满足批量生产、随机生产等各种生产方式能适应低生产节拍到高生产节拍(60JPH)的需要高的生产效率(系统有效生产工作时间多，传输切换等辅助时间少)模块化设计，可靠性高，故障率低，便于维修保养新车型投入方便，系统扩展性好高的质量保证(尽可能的多完成定位点焊接、设备刚性高、精度好)尽量小的占地空间，并且对场地没有特殊限制(高度、地坑等)设备投资成本低，或综合成本低明珞装备的白车身柔性总拼焊接系统综合考虑了以上各因素，相对当前各外资主流集成商的总拼焊接系统，具有明显的综合优势。
明珞装备白车身柔性总拼焊接系统的构成与关键技术参数如图1所示，本系统由以下九大子系统组成：1) 车身合拼子系统2) 地板高速台车输送子系统3) 柔性定位单元子系统4) 车型切换子系统5) 工装存储子系统6) 各车型定位工装7) 机器人自动化焊接子系统8) 电气控制、检测及安全子系统9) 外围辅助设备图1 MINO白车身柔性总拼焊接系统明珞装备柔性总拼焊接系统关键技术指标如附表1：序号技术指标参数1 生产节拍60JPH2 共线车型最多 7种（随机生产）3 焊接机器人数量14台（最多16台）4 单工位焊点数量100~120点5 车型切换时间≤18S6 终端定位精度±0.20mm7 占地空间18m×12m附表1 MINO柔性总拼系统性能参数表明珞装备柔性总拼系统技术特点:1、可以根据客户不同的产品规划及生产方式，分阶段投入，尽可能的降低客户投资(详见附表2);2、批量生产方式下，无需建立车型返回切换装置，可节省投资;3、新车型投入简单,采用临时装置,半小时内可以完成新车型安装，不需要起重等特殊设备;4、四车型以上共线随机生产时，为当前空间最节省的解决方案;阶段随机生产方式批量生产方式投入硬件设备名称数量投入硬件设备名称数量第1车左/右合拼装置 1 左/右合拼装置 1型第2车型左/右车型切换装置 1 左/右车型切换装置1/2 第3车型左/右车型存储系统 2 左/右车型存储系统 1第4车型左/右车型返回切换装置1 无需增加设备第5车型无需增加设备左/右车型切换装置1/2 第6车型无需增加设备左/右车型存储系统 1 第7车型无需增加设备无需增加设备第8车型无法实现无需增加设备，可实现更多车型附表2 不同生产方式和车型数量条件下MINO柔性总拼焊接系统的设备投入情况明珞装备白车身柔性总拼系统主要子系统介绍1、车身合拼子系统图2 车身合拼子系统示意图图3 车身Frame合拼局部示意图如右图2所示，车身合拼子系统由合拼滑台总成、FRAME总成、及FRAME定位总成3大总成构成。
其中合拼滑台总成采用主流的解决方式设计，为满足FRAME合拼时的精度及动力性能，在传动方式上放弃了齿轮齿条传动形式，而改用曲柄滑块结构驱动，该方式的最显著特点是保证整个开合过程中FRAME的运动速度是正弦函数关系，加减速过程非常平稳，降低控制难度，同时该方式的控制精度比相同条件下齿轮齿条传动的精度高5到6倍。
关于合拼方式，形式上与现有主流总拼焊接系统中一种应用最广的柔性系统方式相似，但为了提高合拼精度及稳定性，在结构上做了较大的改进及创新。
(图3为与主要竞争产品比较改进后的FRAME合拼局部示意图)2、高速台车输送子系统(如图4所示)高速台车系统是区别于传统往复杆输送系统及滚床输送系统的新技术，同传统输送方式一样，该子系统用于地板及车身的工位间传输，其传输速度直接影响生产线的效率和设备投资。
在高节拍生产模式下，采用高速台车输送系统的地板或主焊接线，由于大大增加有效工作时间，整个生产线投资能较传统输送系统节省15%以上;图4 MINO高速台车输送子系统示意图明珞装备自主开发的高速台车输送系统结合了日本和欧洲先进的技术并融合创新，现已完成关键技术指标的权威测试，并成功获得国家科技部创新基金支持。
高速台车输送子系统关键技术参数如下：1) 输送节拍：5.5S2) 输送距离：6000mm3) 负载能力：1300Kg4) 电气定位：±0.4mm (应用于补焊工位)5) 机械定位：±0.15mm(应用于定位焊工位)6) 共线车型：4~8款(明珞装备白车身柔性总拼焊接系统也可以根据客户要求开发或使用其他的输送方式)3、地板柔性定位单元子系统该子系统由8个NC Locator单元并列构成，用于地板定位、固定车身总成或地板总成，并实现多车型共线的生产解决方案。
每个独立的NC Locator单元有3轴或5轴不同配置(根据实际生产情况需要进行配置)。
采用本系统的优点是：地板定位单元结构简单，理论上适用于任何车型的地板定位，新车型导入时，地板工位不需要增加新的设备，因此极大地降低了新车型导入的成本、缩短了新车型导入的设备周期，降低了新车型导入的难度。
图5、图6分别是地板智能柔性定位系统的构成示意图及白车身定位示意图。
图5 地板智能柔性定位系统示意图图6 白车身定位示意图图7为明珞装备自主开发的柔性定位单元，其主要技术性能如下：图7 测试中的MINO柔性定位单元1) 能实现5自由度运动，其中2个直线自由度，3个旋转自由度，可根据不同使用工况，选择任意轴的组合，可实现单轴、2轴、3轴、4轴、5轴;2) 行程范围：450×300×300(可根据客户需求定制)，3轴条件可满足相同定位孔径的几种不同车型的切换，5轴条件下可满足不同定位孔径的车型切换;3) 全伺服控制，可通过PLC或示教器控制及定位，重复定位精度控制在±0.05mm;4) 高刚性设计，最大负载180Kg;5) 全密封式结构，防尘效果好，所有驱动部件均隐藏于机构当中，占用空间小。
(除上述独立式柔性定位单元外，明珞装备白车身柔性总拼焊接系统也可以根据客户要求开发或使用其他的柔性定位方式，图8为明珞装备为某日系整车客户开发的一体式柔性定位单元)图8 MINO一体式柔性定位单元4、车型切换子系统图9 车型切换子系统示意图多车型随机生产方式下，车型切换子系统是由4个夹具切换小车和若干条轨道组成的封闭轨道系统构成。
其主要功能是根据不同的车型进行夹具切换，系统采用双轨道切换设计，包括夹具切换输送轨道和夹具返回轨道，当需要切换车型时，本系统将当前工作位的车型夹具切换到四面体存储单元中，同时从另一个四面体存储单元中将即将生产的车型夹具切换到当前工作位。
夹具切换完成后，系统可通过夹具返回轨道适时调整两个存储单元的夹具数量，保证每次切换时都能做到实时的切换，不占用生产时间(如图9所示)。
5、工装存储系统传统柔性总拼系统工装存储方式均是采用平面阵列式布置存储方式，这种方式优点是结图10 工装存储子系统结构示意图构简单，实现容易，缺点是设备较多，占地面积比较大。
针对这种情况，本系统采用的方式是立体式空间阵列存储，这样大大减小了工装存储的空间，尤其车型越多时，优势越明显。
本系统主体结构是一个回转半径2000mm的大型四面体翻转台，该翻转台可承载15吨负载，共有4个存储位，单边存储系统有2个翻转台，有8个存储位，最多可存储7种不同车型的夹具，通过该夹具存储系统，可以实现多达7种不同平台车型的柔性共线生产。
具体结构形式如图10所示。
结语明珞装备产品研发团队在充分分析和总结了现有各种白车身柔性总拼焊接系统优缺点，发现现有各种柔性总拼系统均存在一定的不足和局限性，通过多年的研究和分析，在先后完成多个方案的基础上，最终开发出了适用性更广泛、国际领先水平的具有完全自主知识产权白车身柔性总拼焊接系统，我们相信通过后续持续研发和不断完善，明珞装备研发成功的创新总拼系统一定能打破外资集成商在这一高端智能装备领域的垄断!。
