白车身焊接工艺

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。

白车身焊接工艺流程
1.车身前段焊接：首先对车身的前段进行焊接，其中包括前车轮弓、引擎舱、前保险杠等部位的焊接。

2. 车身中段焊接：接着对车身中段进行焊接，包括车门、侧围、A/B/C柱等部位的焊接。

3. 车身后段焊接：最后对车身的后段进行焊接，包括后保险杠、后车轮弓等部位的焊接。

4. 焊接质量检测：在焊接完成后，需要对焊接质量进行检测，包括焊缝的密度、强度等指标。

5. 焊接后处理：最后还需要对焊接完成后的车身进行一些后处理工作，比如打磨、除锈、防腐等。

总的来说，白车身焊接工艺流程是汽车制造过程中非常重要的一环，对车身的质量和安全性能有着至关重要的影响。

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白车身焊接工艺焊接方法有：点焊，凸焊，螺柱焊，二氧化碳保护焊，手工电弧焊。

点焊：电弧焊：将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及领近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。

包括点焊，缝焊，凸焊，对焊。

优点：1.熔核形成时，始终被塑性环包围，融化金属与空气隔绝，冶金过程简单。

2．加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形应力小。

3．焊接成本低缺点：无可靠无损检测方法，点，缝焊的搭接头不仅增加了构件的质量，且因在两板间熔核周围形成夹角，使接头处的抗拉强度和疲劳强度均较低。

金属电阻焊时的焊接性（主要指标）：1材料的导电性和导热性2材料的高温强度（越高焊接性越差）3材料对热循环的敏感性熔点高，线膨胀系数大，易形成致密的氧化膜的金属，其焊接性能差。

点焊：工件只在有限的接触面上，即所谓“点”上被焊接起来，并形成扁球形的熔核。

焊接电极：是保证电焊质量的重要零件，其主要功能：向工件传导电流，向工件传递压力，迅速到山焊接区的热量。

主要构成：端部，主体，尾部和冷却水孔。

电焊方法：双面焊和单面焊双面焊时，电极由工件的两侧向焊接处溃点。

单面焊时，电极由工件的一侧向焊接处溃点。

不形成焊点的电极采用大直径和大接触面积以减少电流密度。

点焊工艺参数：焊接电流，焊接压力，焊接时间当进行不等厚度或不同材料电焊时，熔核将不对称于其交界面，而是向厚板或导电，导热性差的一边偏倚，结果使薄件或导电，导热性好的工件焊透率低，焊接强度小。

熔核偏移的原因是有两工减产热和散热条件不相同引起的。

焊接接头：通常采用搭接街头和折边接头。

接头可以由两个或两个以上等厚或不等厚度的工件组成。

设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性。

同时，还应考虑如边距（取决被焊金属种类，厚度和焊接条件），搭边量（是边距的两倍），点距（最小值考虑分流），装配间隙（尽量小）和焊点强度（以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性的指标。

白车身焊装焊接工艺The saying "the more diligent, the more luckier you are" really should be my charm in2006.车身焊接工艺一、车身装焊工艺的特点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;表1列举了车身制造中常用的焊接方法：表1 车身制造中常用的焊接方法及典型应用实例焊接方法典型应用实例电阻焊点焊单点焊悬挂式点焊机车身总成、车身侧围等分总成固定式点焊机小型板类零件多点焊压床式多点焊机车身底板总成C形多点焊接车门、发动机盖总成缝焊悬挂式缝焊机车身顶盖流水槽固定式缝焊机油箱总成凸焊螺母、小支架电弧焊CO2气体保护焊车身总成亚弧焊车身顶盖后两侧接缝手工电弧焊厚料零部件气焊氧—乙炔焊车身总成补焊钎焊锡钎焊水箱特种焊微弧等离子焊车身顶盖后角板激光焊车身底板车身制造中应用最多的是电阻焊,一般占整个焊接工作量的60%以上,有的车身几乎全部采用电阻焊;除此之外就是二氧化碳碳气体保护焊,它主要用于车身骨架和车身总成的焊接中;由于车身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件,其刚性很差,所以在装焊过程中必须使用多点定位夹紧的专用装焊夹具,以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置,特别是门窗等孔洞的尺寸等;这也是车身装焊工艺的特点之一;为便于制造,车身设计时,通常将车身划分为若干个分总成,各分总成又划分为若干个合件,合件由若干个零件组成;车身装焊的顺序则是上述过程的逆过程,即先将若干个零件装焊成合件,再将若干个合件和零件装焊成分总成,最后将分总成和合件、零件装焊成车身总成;轿车白车身装焊大致的程序图为如图1所示：电阻焊1．电阻焊及其特点将置于两电极之间的工件加压,并在焊接处通以电流,利用电流通过工件本身产的的热量来加热而形成局部熔化,断电冷却时,在压力继续作用下而形成牢固接头;这种工艺过程称为电阻焊;电阻焊的种类很多,按接头形式可分为搭接电阻焊和对接电阻焊两种;结合工艺方法,搭接电阻焊又可分为点焊、缝焊和凸焊三种,对接电阻焊一般有电阻对焊和闪光对焊两种;特点：（1）利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热;即热量不是来源于工件之外,而是内部热源;（2）整个焊接过程都是在压力作用校完成的,即必须施加压力;（3）在焊接处不需加任何填充材料,也不需任何保护剂;形成电阻焊接头的基本条件只有电极压力和焊接电流;2．点焊点焊是利用在焊件间形成的一个个焊点来联接焊件的;两焊件被压紧于两柱形电极之间并通以强大的电流,利用电阻热将工件焊接区加热到形成应有尺寸的熔化核心为止;然后切断电流,熔核在压力作用下冷却结晶形成焊点;点焊在车身制造中应用最广;点焊的形式很多,但按供电方向来分只有单面点焊和双面点焊两种;在这两种点焊中按同时完成的焊点数又可分为单点、双点和多点焊;点焊是车身制造中应用最广的焊接方法,一辆轿车的车身上有3500~5000个焊点,可以说,汽车车身是一个典型的点焊结构件;（1）点焊的机械性质A．与铆接和螺栓紧固相比,点焊无松动且刚性高,但滑动系数小,在设计时必须注意可能会出现的应力集中;B．点焊没有像铆接和螺栓紧固那样的铆钉头和螺帽,所以剥离方向的抗拉强度不如铆接和螺栓紧固,但剪切强度可以选取较大的焊点直径的以保证,因为可以说点焊优于铆接和螺栓紧固;C．点焊的疲劳强度,对于单纯的剪切载荷而言语铆接等差别不大,但在板有变形时及承受剥离方向重复的载荷时,其疲劳强度软弱;D．由于点焊焊点部分的金属组织不均匀,所以机械强度也不相同,一般周边强度大,中心部强度小;（2）点焊工艺要求A．焊点质量的一般要求点焊结构靠单个或若干个合格的焊点实现接头的连接,接头质量的好坏完全取决于焊点质量及点距;焊点质量除了取决于焊点尺寸外,还与焊点表面与内部质量有关;焊点外观上要求表面压坑浅、平滑呈均匀过渡,无明显凸肩或局部挤压的表面鼓起；外表面没有环状或颈项裂纹,也无熔化、烧伤或粘附的铜合金;从内部看,焊点形状应规则、均匀,无超标的裂纹和缩孔等内部缺陷及热影响区金属的组织与力学性能有无发生明显的变化等;不同厚度板和多层板的焊接,点焊和板厚的关系两层点焊时：图2所示;图2三层焊点时：图3所示;图3点焊的使用范围由板厚方面来看：点焊用于薄板重叠搭接,虽然损失了重叠部分的材料,但使总成装配加工变得容易;如果板厚较大的话,重叠部分的材料也随之增大,如果用对接接缝,熔焊焊接也不困难;与之相反,随着点焊板厚的增加,由于焊机电气设备等机械电气容量成倍增大,点焊变得十分不利;根据上述理由,一般点焊的板厚为1.6mm以下,板厚在～3.2mm之间,很难判定是采用熔焊还是采用点焊,但在板厚为3.2mm以上,多数结构不采用点焊;汽车车身覆盖件大都是低碳钢的薄板;表2为低碳钢板点焊的最小间距,最小搭接及强度,可供选取焊接规范时参考;表2注：a.本表所示的被焊件材料的抗拉强度为30～32kgf/mm2b.强度为剪切强度c.强度是按焊接手册的数值,并按焊点直径成比例计算出来的,不是实验数据;d.最小焊点间距表示了实质上能忽略相邻点点焊分流效应的极限值;e.最小搭接是如图4所示尺寸表示的长度;f.不等厚板焊接时,按薄板考虑;图4B．点焊所需的最小空间：图5所示;图5（3）点焊设备焊件的点焊是在点焊机上完成的;点焊机的种类很多,按用途可分为通用的和专用的两大类;专用的点焊机主要是多点点焊机;通用式点焊机按安装方法又可分为固定式、移动式或悬挂式点焊机；按电源性质分为Ⅰ频、脉冲及变频点焊机；按加压机构的传动装置分为脚踏式、电动凸轮式、气压传动式及液压传动式点焊机等;但不论哪一类点焊机,一般均由供电系统、控制系统、加压机构和冷却系统等几部分组成;固定式点焊机在车身焊接中主要用来点焊合件、分总成和一些较小的总成;焊机不动,每焊完一个焊点后,焊件移动一个点距,以进行下一个焊点的焊接;移动式点焊机可以用在不便用固定式点焊机焊接的外形尺寸大的车身零部件;悬挂式点焊机是将焊接变压器和焊接工具悬挂在空中,移动方便灵活,适合于装焊大型薄板件;按变压器与焊具连接方式,分为有缆式和无缆式两种;有缆悬挂式点焊机的焊钳与变压器之间用一种特殊的电缆连接,其优点是移动方便,适合于大总成的点焊,劳动强度低;缺点是二次回路长,功率损耗大;无缆悬挂式点焊机,它的焊接工具部分与变压器直接连接,其优点是由于没有二次回路中电缆损耗,功率利用充分,在焊接同样厚度的材料时,变压器的功率和体积均可减小;缺点是移动起来不方便;3．缝焊缝焊类似于连续点焊,是以旋转的滚盘状电极代替点焊的柱状电极;所以缝焊的焊缝实质上是由许多彼此互相重叠的焊点组成;缝焊按滚盘转动与馈电方式可分为连续缝焊,断续缝焊和步进式缝焊等;缝焊主要用于要求气密性的焊缝.缝焊也是电阻焊,焊接原理跟点焊一样,只不过是缝焊用滚盘代替了点焊的电极,焊件置于两滚盘之间,靠滚盘转动带动焊件向前移动;同时通以焊接电流,形成类似连续点焊的焊缝;缝焊按滚盘转动与馈电方式分为：连续缝焊、断续缝焊和步进式缝焊;按供电方向或一次成缝条数也可分为单面缝焊、双面缝焊、单缝缝焊和双缝缝焊等;断续缝焊时,滚盘连续转动,焊件在两滚盘间连续移动,而焊接电流断续接通;由于焊接电流间断地接通,滚盘和焊件有冷却的机会,滚盘损耗小,焊缝也不易过热,因此应用最广泛;由于缝焊的分流较大,故焊接电流一般比点焊增加20～60%,具体数值视材料厚度和点距而定;要求气密性的缝焊接头,各焊点之间必须有一定的重叠,通常焊点间距应比焊点直径小30～50%,焊点间距可按下列经验公式选取;对于低碳钢 C=～t对于铝合金 C=～t式中 C——缝焊焊点间距mm； t——两焊件中较薄焊件的厚度mm;对于非气密性接头,焊点间距可在很宽的范围内变化,甚至可以使各相邻焊点相互分离,成为缝点焊;缝焊工艺参数主要是根据被焊金属的性能、厚度、质量要求和设备条件来选择,通常可参考已有的推荐数据初步确定表3,再通过工艺试验加以修正;表3 低碳钢的缝焊规范凸焊是点焊的一种变型,它是利用零件原有的能使电流集中的型面、倒角或预控制的凸点来作为焊接部位的;凸焊时,一次可在接头处形成一个或多个熔核;在汽车车身制造中,凸焊主要用于将较小的零件如螺母、垫圈等焊到较大的零件上;凸焊与点焊相比,其不同点是在焊件上预先加工出凸点,或利用焊件上原有的能使电流集中的型面、倒角等作为焊接时的局部接触部位;因为是凸点接触,提高了单位面积上的压力与电流,有利于板件表面氧化膜的破裂与热量的集中,减小了分流电流,一次可进行多点凸焊,提高了生产率,并减小了接头的变形;凸焊的特征：（1）即使热容量明显不同的组合也很容易得到良好的热平衡焊接厚板和薄板时,厚板上加上突点,厚板的热容量就等于薄板的热容量;（2）可得到与板厚无关的低强度焊接点焊时根据板厚决定焊点的大小;（3）电极寿命长,操作效率高;（4）能进行焊点间距小的点焊;凸焊的标准凸起形状如表4和图6所示;表4注：凸起的大小取决于薄板的板厚,凸起在厚板上加工;图6凸焊由于需要预先冲制出凸起部分,所以比点焊多一些焊前准备的工序和设备;因而,在选用凸焊时,必须全面考虑; 为了使各个凸点熔化能均匀一致,凸焊时电极压力和焊接电流应均匀地分布在同时焊的各个凸点上;为此,凸点冲制必须精确,尺寸稳定,且焊件必须仔细清理;5．二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊是一种熔化极气体保护电弧焊接法,它利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属,由CO2气体作为保护气体,并采用光焊丝作为填充金属; １CO2气体保护焊与其他电弧焊相比,具有以下优点：生产率高;操作性能好;焊接质量高;对铁锈的敏感性小;成本低;易于实现机械化和自动化;气体保护焊的适应性强,应用范围广; ２二氧化碳气体保护焊的规范参数,主要有电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等;选择这些参数的原则是：要在保证焊接质量的前提下,尽可能提高劳动生产率,并要注意焊接规范参数对飞溅,气孔、焊缝形成及焊接过程稳定性的影响,在汽车车身焊接中,常用的CO2气体保护焊焊接规范列于表5中;表5 CO2气体保护焊焊接规范气体保护焊自动焊机是由焊接电源、送丝机构、行走机构、焊矩、气路系统和控CO2制系统等部件组成;气路系统包括减压阀、预热器、干燥器和流量计等;CO气体保护焊2半自动焊机中设有行走机构,其余部分与自动焊机相同;CO焊电源有如下几种：抽头式硅整流电源、高漏抗式硅整流电源、自调电感式硅2整流电源、自饱和和电抗器式硅整流电源、可控硅式整流电源和晶体管式整流电源等;为了获得较高的焊接质量,现在大都采用可控硅整流电源;送丝机构的作用是将焊丝按要求的速度送至焊接电弧区,以保证焊接的正常进行,一气体保护焊半自动焊机根据其送丝方式的不同,有推丝式、般都采用等速送丝方式;CO2拉丝式和推拉丝式三种送丝机构,推丝式送丝机构用于直径较粗的焊丝;拉丝式送丝机构稳定可靠,焊工操作范围也不受限制,推拉丝式结构复杂,制作技术要求高,国内很少应用;国内焊机常采用双主动式送丝辊轮,辊轮直径一般为30~40mm;焊枪是直接施焊的工具,起到导电、导丝、导气的作用;常用的半自动焊枪有拉丝焊枪、推丝式手枪形焊枪和推丝式鹅颈形焊枪;二、激光焊接激光焊接是本世纪汽车工业上应用的新技术;它的原理是利用原子受辐射,使工作物质受激而产生的一种单色性高、方向性强、亮度高的光束,经聚焦后把光束聚焦到焦点上可获得极高的能量密度,利用它与被焊工件相互作用,使金属发生蒸发、融化、熔合、结晶、凝固而形成焊缝;１．激光焊接特点Ａ．由于激光束的频谱宽度窄,经汇聚后后的光斑直径可小到0.01mm,功率密度可达109W/cm2,它和电子束焊同属于高能焊;可焊~50mm厚的工件;B．脉冲激光焊加热过程短、焊点小、热影响区小;C．与电子束焊相比,激光焊不需要真空,也不存在X射线防护问题;D．能对难以接近的部位进行焊接,能透过玻璃或其他透明物体进行焊接;E．激光不受电磁场的影响;F．激光的电光转换效率低;工件的加工和组装精度要求高,夹具要求精密,因此焊接成本高;激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,几乎没有连接间隙,焊接深度/宽度比高,例如焊缝宽1毫米,深为5毫米,因此焊接极为牢固,表面焊缝宽度很小,连接间隙实际为零,焊接质量比传统方法高;所以在一些用激光焊接的汽车顶壳是不用装饰条遮蔽焊接线的;在汽车制造中,激光焊接主要用于车身框架结构的焊接,例如顶盖与侧面车身的焊接,传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所取替;用激光焊接技术,既提高了工件表面的美观,又降低了板材使用量,由于零件焊接部位几乎没有变形,不需要焊后热处理,还提高了车身的刚度;2．激光焊接设备激光焊接设备的关键是功率激光器,主要有两大类,一是固体激光器,又称Nd:YAG激光器;Nd钕是一种稀土族元素,YAG代表钇铝柘榴石,晶体结构与红宝石相似;Nd:YAG激光器波长为μm,优点是产生的光束可以通过光纤传送,因此可以省去复杂的光束传送系统,适用于柔性制造系统,通常用于焊接精度要求比较高的工件;汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器;另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作工作介质,产生平均为μm的红外激光,可以连续工作并输出很高的功率,激光功率在2-5千瓦之间,目前已有2 0千瓦在实验运用;。

白车身焊接---凸焊螺母工艺规范1.术语/定义下列术语和定义适用于本标准：1.1焊点点焊后形成的连接焊件的点状焊缝。

1.2焊点直径点焊时，焊点垂直于焊点中心的横截面上的宽度。

1.3焊点间距点焊时，两个相邻焊点的中心距。

1.4电极压力点焊时，通过电极施压在焊件上的压力。

1.5焊接通电时间点焊时的每一个焊接循环中，自焊接电流接通到焊接电流停止的持续时间。

1.6电极头点焊时与焊件表面相接触的电极端头部分。

1.7喷溅点焊时，从焊件贴合面间或电极与焊件接触面间飞出熔化金属颗粒的现象。

1.8压痕点焊后，由于通电加压，在焊件表面上所产生的与电极端头形状相似的凹痕。

1.9未焊透点内部熔核未形成或熔核尺寸太小。

1.10柱焊类似的其它金属坚固件（栓、钉等）焊接至工件上去的方法。

1.11 CO2气体保护焊利用CO2作为保护气体的气体保护焊1.12 焊丝焊接时作为填充金属同时作为导电的金属丝1.13 焊接规范参数焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（例如：焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气体流量等）的总称。

1.14焊接电流焊接电流是焊接时流经回路的电流，电流过高会引起焊穿，焊接速度过底则容易产生假焊等缺陷。

1.15电弧电压电弧电压是电弧两端（两电极）之间的电压降，包括阴极压降、阳极压降和弧柱压降。

1.16焊接速度焊接速度是单位时间内完成的焊缝长度，焊接速度过快会引起焊缝两侧咬边，焊接速度过慢则容易产生烧穿等缺陷。

1.17保护气体流量保护气体流量是气体保护焊时，通过气路系统送往焊接区的保护气体的流量，通常用流量计进行计量。

1.18焊丝伸出长度焊丝伸出长度是焊丝与导电嘴的接触点到电弧端头的一段焊丝，焊接过程中尽可能维持焊丝伸出长度不变，伸出长度增加，则焊接电流下降，母材熔深减小；反之则电流增大，熔深增加。

1.19电弧动特性对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续的快速变化时电弧电压与电流瞬时值之间的关系。

1.20焊接缺陷焊接过程中，在焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷。

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