现代汽车车身制造新技术.doc

现代汽车车身制造新技术

上海大众汽车有限公司

摘要：本文教要介绍了POLO车身生产所使用的新的制造技术。
关键词：激光焊机器人应用涂胶技术压铆技术FIS镀锌板焊接

Abstract:Thispaperdescribesthenewtechnologiesinthemanufacturingcarbodyof“POLO”.
Keywords:laserwelding;weldingrobot;paintingglue;pressrivet;FIS;weldingthegalvanizedsteelplate

随着市场竞争的加剧和用户对于汽车性能要求的提高，现代汽车制造技术已经有了飞跃式的发展，本文以POLO两厢和三厢车中应用的制造技术为例简要介绍一下车身制造技术的最新进展情况，希望与国内同仁相互交流，共同促进中国汽车工业的发展。

1激光焊应用

激光焊接技术是一项集光学、机械制造、电器自动控制等多项技术于一体的复杂工艺技术，它具有众多传统焊接方法无法比拟的显著优点：①激光束功率密度很高，速度快，效率高。②激光焊缝窄，热影响区很小，由此产生的热变形和热损伤少，焊缝强度大，工件变形很小。③焊接装置与焊接零件无机械接触，可降低对工件的污染。④方便进行异种金属焊接。⑤激光焊缝组织均匀，晶粒很小，气孔少，夹杂缺陷少，因而在力学性能、抗蚀性能和电磁学性能上都要优于常规焊接方法。⑥能精确控制能量输出。⑦零件设计时，焊接边缘减小，大大节约板材并减轻了车身重量。
1.1激光焊接基本原理简介
根据所采用的激光介质，可区分为：固体激光器，液体激光器和气体激光器。固体激光器发出的激光可以通过光缆进行传输，所以更适合工业应用。固体激光器，采用Nd：YAG（钇铝石榴石，参入了钕）作为激光介质。
由激光灯发出的灯光直接或通过反射器反射到激光棒上，激发ＹＡＧ棒中的钕，激光棒便开始发射光线。光线经过谐振器“振荡”，获得良好的平行性，成为激光光束。激光通过输出镜从激光器中射出，由光速导向镜组控制其走向，然后聚焦到工件上。
在激光焊接过程中，当激光束触及金属材料时，其热量通过热传导传输到工件表面及表面以下更深处。在激光热源的作用下，材料熔化、蒸发，并穿透工件的厚度方向形成狭长空洞，随着激光焊接的进行，小孔沿两工件间的接缝移动，进而形成焊缝。激光焊接的显著特征是热影响区小，以及功率密度高。
1.2激光焊在车身上的主要应用
激光焊及激光钎焊由于其焊缝外形美观、穿透力强、热影响区小、母材烧损少、焊接强度高、效率高等优点，近年来在轿车制造企业得到了广泛应用。激光焊目前不仅仅应用于单件成形中，在车身的总成中也大量应用。在ＰａｓｓａｔＢ５车型中，激光焊技术首次成功应用于前后纵梁等冲压单件。它采用不同板厚材料对接后再冲压成形，从而达到了不同承载不同板厚的设计要求，同时又由于零件一次冲压成形免去了多个冲压零件拼焊所造成的积累误差，大大提高了零件的尺寸精度。另外，由于减少了部分车身拼焊而降低了制造成本，所以在一定程度降低了车身重量。在ＰＯＬＯ中前后纵梁、Ｂ柱、前地板、四门内板等零件都采用了不同板厚材料激光焊后一次冲压成形的技术。在车身总成焊接中主要应用激光焊和激光钎焊，在Ｂ５白车身上，激光焊首次成功应用于ＰａｓｓａｔＢ５车顶与侧围的拼焊，取代了通常的电焊及铜钎焊，从而解决了车顶漏水的问题，提高了车身制造精度，并大大节省了返工时间；激光钎焊技术成功应用于后盖外板上下板间的拼焊，解决了后盖外板形状复杂给冲压带来的困难。在ＰＯＬＯ中激光焊的应用增加到底板与侧围和侧围于车顶横梁的焊接，而在上海大众的新项目ＭＰＶ中激光焊的应用已增加到底板和侧围的分拼焊接中。激光焊的大量增加一方面增加了车身的强度和刚度，同时也对冲压零件和夹紧技术（零件间理想匹配要求为０．１～０．２ｍｍ）和设备的维护提出了较高的要求。因为如果间隙过大，能量无法集中于板材，而产生板材未熔化。如果间隙过小，高温下产生的锌蒸气无法排出，只能通过熔池排出，产生大量气孔，激光焊缝外观如图１所示。车顶和侧围之间以及后盖外板的上板和下板之间采用激光钎焊。激光钎焊采用CuSi3作为填料，它能有效补偿由于高温下锌层蒸发而引起焊缝及附近区域的防腐蚀性能下降。激光钎焊属于高温钎焊，钎料的熔点大于900℃。钎焊焊缝外观如图2所示，由图可以看出，激光钎焊焊缝隙比较平滑。在POLO车身上，激光钎焊焊缝应用于车顶和侧围之间，从而取消了以往车型的附加的装饰饰条。POLO车身激光焊缝位置如图3所示。

1.3定位夹具
由于焊接零件之间的间隙要保持在0.1～0.2mm，所以对夹具的要求提高。
在POLO240中采用了一种整体夹紧技术，如图4所示。它在相配合的零件边缘全部接触面夹紧，激光焊沿着夹具的上边缘施焊。但由于此种夹具接触面过大，无法保证零件