班門弄斧，總結車身焊接工藝

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本人本科計算機狗一枚，大學時主攻虛擬現實，網路媒體方向，可是畢業一年後卻陰差陽錯的進了整車廠焊裝車間（從小最大的夢想就是長大了能ZOOM～ZOOM～），下下面班門弄斧，總結下業餘看書和工作中記下的知識,水平不高，小白中的小白一個。如有錯誤或者欠缺本人虛心請教。

在汽車廠中，焊接線相對於塗裝線和總裝線來說，剛性相對較強，多品種車型的通用性差，每更新一種車型，均需要更新車間大量專用設備和生產工藝。焊接可以稱得上是焊接生產線的「靈魂」，涉及的專業知識較多，如機械、電控、設備、結構、水道、暖通、動力、電氣、計算機、環保和通訊等，從宏觀上決定車間的工藝水平、物流、投資和預留髮展，具體決定著生產線的工藝設備種類和數量、夾具形式、物流工位器具形式、機械化輸送方式及控制模式等。因此，焊接工藝設計在焊接生產線的開發中佔有舉足輕重的地位，是產生高性價比焊接生產線的關鍵。

1、車身焊接工藝設計的前提條件

1.1產品資料

a.產品的數模。

在汽車製造行業中，一般情況下用UG,Catia,ProE等三維軟體建模（以前上學的時候跟教授做項目都是用MAX建模，這個相當於汽車行業的3DsMAX並且有很多專業功能），並在其中獲取數據或進行其他工作。在工藝設計過程中，將所有分總成數模裝配在一起就構成了一個整車數模，從數模中可以獲得零部件的結構尺寸、坐標位置關係。由數模還可以生成整車、分總成、衝壓件的各種視圖，以及剖面圖。

b.全套產品圖紙。

c.樣車、樣件。

d.零部件清單。

工藝設計時，必須提供上述a、b、c中至少1項，d項可以從前3項中分析出來，正常狀態下d項早在汽車設計結束時就已經確定了。如果僅提供b項，那麼需要大量的車身拆解、分析工作。

1.2工廠設計的參數

工廠設計的參數包括以下幾方面：

a.年產量；

b.生產班次、生產線的利用率等；

c.生產線的自動化程度；

d.生產線的工藝水平要求；

e.各種材料、外購件的選用原則；

f.各種公用動力的供應方式、能力、質量等參數，建廠所在地的環境狀況等；

g.當生產線布置在原有廠房內時，應收集原有房的土建等有關資料，如廠房柱頂標高、屋架承載能力、電力介質的余富程度等。

2、工藝分析

2.1工藝線路分析

根據業主提供的產品資料進行產品工藝線路分析（如業主僅提供樣車及樣件則需經過樣車分析→樣車拆解→樣車測量→樣車再裝配過程），完成裝焊工藝線路圖設計。

2.1.1產品模塊

同類型車身的分塊基本相同（一般車身均由地板、側圍、前／後圍、門、頂蓋等大總成組成），但各總成之間的連接方式及順序卻一般有較大區別，合理的模塊才能保證車身的裝配和焊接。例如，一些平頭卡車駕駛室的裝配順序就比較特殊，先形成側後圍焊接總成（左／右側圍與後圍形成焊接總成），而後形成駕駛室總成。

2.1.2確定基準

整個車身的設計、製造、檢驗均建立在同一坐標繫上，在車身設計時一般已經考慮到裝配、焊接、總裝配和搬運過程中所需的基本標準，車身裝焊的整個過程必須建立在一定的基準上才能保證整車的幾何形狀和尺寸，同時這些基準也是夾具設計、製造、調整、檢測和維修的基準。（這個和以前做的3DsMAX建模或附材質類似，要統一單位，統一坐標等等）確定基準時應注意以下幾個方面：

a.基準的統一性，在焊接過程中基準是逐遞的；

b.基準應易於測量；

c.基準應保證零定位的準確；

d.基準應考慮便於焊接工序。

2.1.3確定車身裝配的幾何精度及檢測的基準面

幾何基準是零件或部件的某個部位，用來確定該零部件在坐標系內的理論位置；準確的部件基準位置可以保證裝配的幾何形狀的準確性，因此基準位置對裝配工作非常重要，在研究焊接過程之前需要仔細分析部件的基準。

為了使這些基準能一直保持準確，在夾具製造與安裝調試過程中必須嚴格控制以下幾方面：

a.在製造焊裝夾具時進行調整；

b.在生產時，對裝配好的部件的最後幾何尺寸進行校核；

C．在維修裝焊夾具時進行檢測。

2.1.4確定裝配順序

車身的每個衝壓件、分總成和總成都是按照嚴格的順序進行組裝焊接從而完成整個車身焊接的，每個零件的裝配順序必須保證能完成全部焊接工作且便於焊接。

2.1.5焊點分析

表明焊點的主要參數（焊點的數量、位置、幅度、重要程度）是產品設計時決定的，但目前部分業主僅提供產品數模而沒有產品圖紙。這時，焊點的主要參數需要工藝設計人員確定。

2.1.5.1定形焊點的確定

相對複雜的工件之間的焊接，往往需經過組裝、補焊的過程完成。在組裝工位，由於生產節拍限制、設備數量布置空間需要和夾具空間佔用等原因，不可能完成全部焊接工作，但必須完成部分焊點，這些焊點應能保證工件離開夾具時的形狀尺寸，這部分焊點稱為定形焊點。

2.1.5.2焊點分組

車身每個總成上都要完成許多焊點，在編製工藝時必須對焊點進行分組，即將1把焊鉗在1個節拍內完成的焊點分為1個焊點組。

2.1.5.3焊鉗初步選型

焊點分組工作完成後即可進行焊鉗選型，確定焊點組的數量即焊鉗的最小數量，根據工件的形狀及尺寸確定焊鉗的形式（X形,C形）及喉深、開檔、行程、電極形狀，焊鉗的弔掛形式（橫吊、縱吊、轉環）根據焊點位置和操作位置確定。焊鉗型號的確定要在夾具總圖設計完成之後，根據選定的焊鉗製造商提供的型譜進行焊鉗型號的選擇，對於在型譜中找不到合適焊鉗焊接的焊點，需要重新設計焊鉗與之匹配。

2.2.1節拍的計算

T節＝全年工作日x每日班次x每班工時xK1 xK2/年產量

（1）K1 為工時利用率；K2為設備利用率。

2.2.2工位設置及工位生產周期

工位是構成生產線的基本單元，工位生產周期必須小於或等於生產線節拍。工位生產周期是從待焊接零部件上料開始到完成本工位全部作業並將工件取出的整個過程時間，同時應考慮工時利用率及設備利用率。工位生產周期與操作工人的熟練程度有很大關係，一般準確的工位生產周期需由實測確定，工藝設計舊寸應使所有工位的工位生產周期儘可能相等並接近生產節拍。

2.2.3工作密度

工作密度是指一個工位上設置的焊接設備數量及操作工人數量，主要由工件外形尺寸、焊接工藝方法和焊接工作量決定。

a.按工件外形尺寸決定工作密度。

b.按照焊接工作量和生產節拍確定工作密度。

2.2.4工時定額估算

工時定額＝焊接工作時間＋輔助工作時間

每一工位或工序的時間定額一般由裝件、夾具動作夾緊、焊接、鬆開夾具和將工件送至下一工位的時間累計構成。

也可用焊接時間放大而得出，即概算定額，工序時間定額（工時）＝焊接工作量÷焊接速度xK。以下是幾種焊接方法焊接速度的一般狀況估算值，其焊接速度與焊點及焊縫的間距、分布、焊鉗及焊槍的接近性、工人操作難易程度等有一定的關係，故僅供工藝編製參考。a.手工焊鉗點焊15點/min;b．機械手焊鉗點焊20點/min ; c.C02半自動焊300 mm/min ; d.機械手C02自動焊400 mm/min; e.螺柱焊 （手工8 個/min; f.凸焊螺母（手工）3個/min; g.銅釺焊100 mm/min 。（概算公式百度查的，補充一下。沒準寫完就忘了，因為不是機械狗所以對焊接沒啥概念哈哈哈）

給出工序的時間定額，甚至分每一工步給出，而工時的確定有如下幾種方法：憑經驗；採用人工模仿，秒錶測定；計算機模擬。

3、工藝設計

工藝設計是焊接生產線設計的基礎，其他專業設計均以工藝設計文件為指導，工藝設計文件的深度必須滿足相關專業的設計需要。工藝設計文件一般包括以下內容。

3.1工藝設備安裝圖

標明工藝設備安裝位置、設備外形、編號，原材料、半成品、成品存放地及通道，工人操作位置，預留面積，起重設備質量、跨度、軌道線，機械化運輸懸鏈、單軌等的範圍軌跡，水、電、氣供應點及局部通風位置等。

3.2設備明細表

3.3焊機、控制箱布置圖

表示焊機、時控箱及相關設備的型號、數量、安裝位置、安裝方式等內容，供公用各專業設計支管線和焊機、時控箱安裝時使用。簡單的裝焊線可直接在車間工藝設備安裝圖中表示。

3.4焊鉗、平衡器布置圖

表示焊鉗、平衡器的型號、數量、安裝位置、弔掛方式，供焊鉗安裝使用。簡單的裝焊線可直接在車間工藝平面圖中表示。

3.5滑軌、滑車布置圖

表示滑軌型號、長度位置，滑車形式、尺寸、位置、數量，供機械化專業設計滑軌、滑車安裝圖使用。簡單的裝焊線可直接在車間工藝設備安裝圖中表示。

3.6標準設備訂貨任務書

3.7非標設備設計任務書

說明對機械化運輸方式的要求，與機械化相關的弔掛要求，設備長、寬、高及其技術要求，工藝參數，最大工件尺寸、面積和質量等。

3.8夾具設計任務書

夾具設計任務書是夾具設計的指導文件，也是夾具最終驗收的依據，所以夾具任務書一定要得到甲方的認可並簽字。

3.8.1編製步驟

a.根據工藝卡了解裝配順序、焊接順序、焊鉗類型、操作位置來確定工件的位置，以及工作檯面的高度，同時確定檯面是固定或是可旋轉（水平或垂直），是否需要帶舉升取件的裝置。

b.確定進人裝配的零部件定位及夾緊點，並表示出來，給出序號。

c.確定定位銷及支承夾緊器的形式，並將斷面圖畫出。

d.確定測量點及計算出其數據（理論數據）。

3.10工位器具設計任務書

工位器具設計任務書是工位器具設計的指導文件，也是工位器具最終驗收的依據；工位器具任務書必須符合設計深度要求，必須經業主簽字確認後方可進行工位器具設計。說明放置工件的名稱、編號、數量，工件放置形式、運輸形式，必要時畫出簡圖及註明尺寸。

3.11公用管道司令圖

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3.12車間土建資料

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3.13 車間公用資料

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4、工藝設計的主要注意事項

a.汽車車身 在裝焊過程中，合理分塊非常重要，而車身總成的分塊大體相同，但往往對頭接縫處有所變化，要認真分析。分塊決定夾具的套數、工藝流程，是工藝設計的第一步。

b.工藝設計不能只顧眼前，應該遠近結合、滾動發展，做到近期合理、遠期可行。

c.要充分考慮混線生產的可能性，在夾具設計任務書和工藝設備選型上儘可能柔性化。

d.生產方式儘可能精益，盡量減少在制品存放，大型外覆蓋件的物流盡量短；靈活布局車間內的各條生產線，使各生產線之間工件輸送及與其他車間的銜接盡量短捷、順暢，提高生產效率。

e.生產線的布置要考慮空中機械化運輸設備和水、電、氣管線布置流暢。

f.小件生產盡量集中布置，提高設備利用率。按照工藝流程在線旁布置小件的模式，從節約成本的角度看是不可取的。

g.焊鉗的選型不容易做好，在焊接生產線調試過程中更換5%的焊鉗是比較低的，故需要進行三維焊鉗與夾具的焊接過程動態模擬，提高選型準確性。

h.有條件的項目建議應用數字化工廠軟體虛擬焊接車間，將以往設計中不宜發現的問題經過計算機模擬，較早地被發現和解決，提高設計方案、圖紙的準確性和節拍平衡。

i: 工藝設計不能脫離生產管理系統，計算機系統在那些工位取得生產信息，就要求在設備定貨技術任務書明確功能及介麵條件。