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汽车焊装目录第１章车身结构第２章车身焊装生产工艺流程第３章车身电阻点焊工艺第４章车身ＣＯ２气体保护焊焊接工艺第５章汽车车身激光焊焊接工艺第６章汽车包边与滚边工艺第７章汽车车身其他连接方式第８章车身焊装生产线第９章机器人及电气控制第１０章车身焊装生产管理第１１章汽车车身焊装质量控制第１２章汽车焊接常识介绍第一章车身结构学习目标：1.了解汽车车身结构的分类。2.了解汽车车身常用的材料。3.知道承载式车身和非承载式车身的区别。4.学会辨别车身侧围总成中的A柱、B柱、C柱等。5.掌握车身总成的构成以及各部分的名称。1.1概述汽车焊装的生产任务是生产出合格的汽车车身，这里的汽车车身在乘用车领域通俗地称为白车身。车身分为承载式车身与非承载式车身两种，轿车属于承载式车身。非承载式车身指汽车有一刚性车架，又称底盘大梁架，发动机、传动系统的一部分和车身等总成部件都固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮连接。非承载式车身比较笨重，质量大，高度高，一般用在货车、客车和越野车上，也有部分高级轿车使用，因为它具有较好的平稳性和安全性。承载式车身指汽车没有刚性车架，只是加强了车头、侧围、车尾和底板等部位，发动机、前后悬架和传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的承载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它具有质量小、高度低和装配容易等优点，大部分轿车采用这种车身结构。乘用车是在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶人座位在内最多不超过9个座位。乘用车涵盖了轿车、微型客车以及不超过9座的轻型客车。乘用车可细分为基本型乘用车（轿车）、多功能车（MPV）、运动型多用途车（SUV）、专用乘用车和交叉型乘用车。本课程内的乘用车将以轿车生产为主要案例进行介绍。车身结构分为三厢车身、两厢车身、掀背车身、旅行车身、敞篷车身和跑车车身等。三厢式汽车：轿车的标准形式。我们常见的轿车一般是三厢车，它的车身结构由三个相互封闭用途各异的“厢”所组成：前部的发动机舱、车身中部的乘员舱和后部的行李舱。在国外，三厢车通常叫做Sedan或saloon。目前在国内市场比较畅销的三厢车包括奥迪A4、A6，宝马525、740，上海大众帕萨特、朗逸，上汽通用凯越，广汽菲亚特菲翔，广汽本田雅阁，北京现代索纳塔，奇瑞A5等。在国外，两厢车通常叫做hatchback，也就是掀背的意思，但是这与国内掀背车有所区别。在国内，两厢车是指少了突出的行李舱的轿车，它将乘员舱与行李舱做成同一个厢体，并且发动机独立的布置形式。这种布局形式能增加车内空间，因此多用于小型车和紧凑型车。目前在国内市场比较畅销的两厢车包括大众高尔夫、标致206、本田飞度、日产骊威和吉利熊猫等。国外所指的掀背车是那些外形与三厢车相似，也有突出的行李舱，但是整个行李舱盖和后车窗玻璃是一体的能够一起打开的，在国外通常称为Quickback或Fastback，译为“快背”，相对短小的行李舱以及相对动感的尾部线条，让掀背车在视觉效果上更优于三厢车。目前国内市场比较畅销的掀背车包括英朗GT、福克斯掀背版、大众朗行、广菲致悦、吉利帝豪掀背版和比亚迪F3R等。在英语中，旅行车通常称为wagon，奥迪称为Avant，宝马称为Touring，而奔驰称为Estate，一般来说大多数旅行车都是以轿车为基础，把轿车的行李舱加高到与车顶齐平，用来增加行李空间。Wagon的优点就在于它既有轿车的舒适，也有相当大的行李空间。旅行车是在人类崇尚自然、热衷旅游的风潮下衍生出来的一种轿车派生车，与SUV和MPV相比，它的购买价格和使用成本都比较低，而且具有更灵巧的车身，便于驾驶和停放，因此在经济发达国家（尤其在欧洲）的民众生活中扮演着重要的角色。随着国内消费者物质水平的提高，节假日带着家人，开着旅行车，一起出门远行，已成为都市车族的新时尚。旅行车不仅能够长途跋涉，而且空间足够大，可以携带充足的旅行设备。同时在日常城市生活当中，硕大的行李舱空间也十分实用。目前在市场上比较畅销的旅行车包括迈腾旅行版、昊锐旅行版、沃尔沃V60和奔驰C200旅行款等。对于汽车焊装的生产任务来说，以上车型类型仅仅是外形、尺寸的不同而已，但就车身材料、焊接工艺流程、焊接工艺技术、生产设备以及生产组织形式而言，基本大同小异。1.2车身材料汽车车身所使用的主要材料为金属，约占车身总重量的99.5%，目前市场上的主流车型使用的金属以钢材为主，个别中高级轿车的个别覆盖件采用铝合金材料。车身上除了金属材料外，一般会依照产品设计，对于不易采用焊接方式连接的部位进行粘结剂作业，对于有密封要求的连接处采用密封剂填充，常见的有结构胶、半结构胶、密封胶等。讲到车身材料，就涉及一个车身安全的话题。大家普遍认为车身使用的钢板越厚，车身的安全系数就越高，但从专业的角度及发展的眼光来看，二者并非存在绝对的必然联系。一个典型的例子是在20世纪80年代，轿车上普遍采用2mm厚的钢材，但当时的车身碰撞结果显示，安全性能并不高。进入到21世纪初至今，轿车上普遍采用0.8~1.5mm厚的板材，同时，在各项碰撞检测中表现越来越好。究其原因，汽车碰撞安全性与车身结构设计的关系十分密切，优秀的结构设计往往能够确保车身碰撞过程中对乘员的保护效果。随着材料技术的进步，金属材料的延展性、抗拉性得到进一步提高，关键部件的刚性也得到进一步提高，一系列新技术的应用使得车身上钢材得以减薄并提高了安全性（图1-1）。图1-1一系列新技术的应用使得车身上钢材得以减薄并提高了安全性1.2.1镀层钢板在现代汽车生产中，车身上使用得最多的还是普通低碳钢，低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广（图1-2）。图1-2低碳钢板目前镀锌钢材已在汽车行业中被普遍采用，同时，各企业需要在产品与利润之间找到一个平衡点，造成的现状是在高端车型上均采用双面镀锌钢板，在中级家用经济型轿车上不同的厂家有不同的选择，有些车型上普遍采用双面镀锌钢材，有些车型上部分零件（主要是门盖等覆盖件）采用双面镀锌或外表面单面镀锌钢材，入门级轿车普遍采用冷轧钢材，极少一部分零件上采用单面镀锌钢材。镀锌钢材主要采用电镀锌和热镀锌两种镀锌工艺。电镀就是利用电解，在板材件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。一般电镀锌工艺处理后板材表面的镀锌层厚度为5~15μm，镀锌层内锌含量约在95%左右，因为在电镀锌工艺过程中板材处于常温状态，所以也叫冷镀锌。电镀锌的优势是镀层薄、镀锌量少、成本低。热镀锌也叫热浸锌或热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施，是将除锈后的钢材浸入500℃左右的锌液中，使钢材表面附着锌层，从而起到防腐的目的。热镀锌工艺流程：成品酸洗-水洗-加助镀液-烘干-挂镀-冷却-钝化-清洗-打磨-热镀锌完工。热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有170多年的历史了。从20世纪70年代末起，伴随着冷轧带钢的飞速发展，热镀锌工业得以大规模发展。热镀锌层一般在35μm以上，甚至高达200μm。热镀锌覆盖能力好，镀层致密，无有机物夹杂，镀层内锌含量大于99%。1.2.2轻金属材料轻金属材料是指用铝和镁及其合金制成的材料。密度小于3.5g／cm3的金属称为轻金属，如铝、镁、铍、锂等，国外把密度为4.5g／cm3的钛也称为轻金属，中国工业界通常只把铝和镁算作轻金属，而把铍、锂、钛等算作稀有金属。汽车轻量化发展过程的实践证明，采用轻质材料制造汽车是降低汽车质量最有效的途径和手段。轻金属（铝、镁、钛）材料代替钢铁，能有效地减小汽车质量。铝合金代替传统钢铁可使整车质量减小30%～40%，有极好的经济效益和社会效益。据统计，2005年欧洲轿车平均每车用铝量高达119kg，而美国制造的汽车平均每车用铝量将超过130kg，到2008年世界中级轿车平均每车用铝量达到130kg。在汽车排放法规日趋严格、节能降耗更为迫切的新形势下，世界汽车业又把目光投向更轻的材料。镁是目前工业上应用最轻的金属，它可在铝合金减重基础上再减轻15%～20%。自铝合金和塑料在汽车上应用以来，镁合金已成为汽车轻金属材料的应用重点，汽车用镁量正以年增20%的速度迅速发展。钛合金很受人们关注，它将是在铝和镁合金材料无法满足性能要求的恶劣工况下，取代钢铁的轻量化代用材料。目前，轻金属在汽车上已呈现出关键零件是应用对象、铸造合金是用材主体、提高性能是选材依据、减轻质量节能是追求目标的用材特点。先进材料推动着汽车轻量化进程，轻质材料是汽车选材方向。1.2.3高分子材料、复合材料、异种材料和特种材料汽车轻量化要求在车身设计过程中，在满足安全要求的前提下尽量多地采用低密度的材料，以塑料件为代表的高分子材料主要应用于车身内外饰件上，但在白车身总成上也有体现。例如车身设计过程中越来越多地采用高强度粘结剂进行连接，这就可以避免因为零件设计不满足点焊要求而带来更复杂的形面设计，从而减少钢材的使用量。热成形钢材的使用可以大大降低白车身的重量，热成形钢材的抗拉强度可以达到1500MPa，是普通钢材的3~5倍，使用此种材料后，可以在保证强度的前提下降低板材的厚度，减少内加强件的数量，进而降低白车身的重量。随着材料技术的不断进步，高分子材料、复合材料、异种材料和特种材料会在白车身上得到更为广泛的应用，这是汽车轻量化的趋势与方向。1.3车身总成结构车身总成又叫白车身总成，是指焊装生产任务完结后的最终交付产品，是由车身各分总成通过既定工艺连接而成的。简单来讲，车身总成是车身下部总成（地板总成）与左右侧围总成、顶盖等通过定位焊、激光焊以及结构胶连接后，并将左前门、左后门、右前门、右后门、发动机舱盖、行李舱盖以及左右前翼子板总成通过螺栓紧固联接安装完成之后的产品。通过流程图(图1-3)，可以很明了地看出车身总成与各分总成之间的关系。图1-3白车身焊装流程图通过图1-4，可以直观地了解车身结构的基本组成。图1-4车身结构的基本组成1.3.1白车身下部总成结构白车身下部总成又叫做底板总成（图1-5），底板总成在整个车身结构安全性、承载能力中起到关键作用。底板总成包括由左右前纵梁组成的发动机舱分总成、左右后纵梁组成的后底板分总成、乘员舱的承载主体前底板分总成以及车身横向力均匀分配的关键部件左右门槛板。发动机舱分总成由左前纵梁与前围板组合而成，其中左右前纵梁为主体骨架，前围板起连接作用并使之成为类平行四边形的固定框架，提高了框架的稳定性。一般轿车的发动机均安装在发动机舱内，左右前纵梁承载着发动机、蓄电池等轿车内较重的零部件，所以对左右前纵梁自身的强度要求极高，对发动机舱的框架稳定性要求也极高。在汽车出现碰撞的过程中，左右前纵梁又是纵向力的主要承受对象，通过实验测定，约70%的纵向力会由左右前纵梁来承担，所以在车身结构设计过程中对于前纵梁的结构要求十分苛刻，既要具有足够的强度来承载车身及重要零部件的重量，又要具备足够的吸能效果，确保在车身受到正向撞击时，纵梁前端能够出现吸能变形，后端结构稳定以确保乘员舱变形尽量小，进而保护车内乘员。图1-6a所示为发动机舱吸能设计及乘员保护要求，图1-6b所示为碰撞试验实例。图1-5白车身下部总成图1-6发动机舱吸能设计及乘员保护要求和碰撞试验实例a)发动机舱吸能设计及乘员保护要求b）碰撞试验实例后底板分总成由左右后纵梁与后底板面板组合而成，其中左右后纵梁为主体骨架，后底板面板起连接作用并使之成为类平行四边形的固定框架，提高了框架的稳定性。后纵梁的主要作用是为车身后部的重量承载，为后副车架的安装支撑。同时，后纵梁上的主定位孔与发动机舱的主定位孔成为车身的主定位孔，车身上其他零件的空间坐标均以车身主定位孔为基准。同时在多数轿车中，后底板面板均会有一个凹面，它的作用是为车轮备胎提供放置点（图1-7）。图1-7后底板面板均会有一个凹面图1-8前