门盖单面焊技术在车身工艺中的应用V3.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 5 / NUMPAGES 8 【背景介绍】车身车间四门两盖折边完成后，由于搬运、震动、装配匹配调整、电泳等原因，有可能会造成零件变形，并对后续工艺造成影响。因此需要一种固定方式来消除门盖总成变形（尤其是内外板之间窜动）的隐患。通常，在VW集团中使用三种工艺(凝胶、折边法兰凸焊、单面点焊)作为门盖折边后内外板的固定工艺。2010年9月22日，VW集团颁发通告PHS-NR.: 91，统一规定单面焊为今后门盖总成折边后内外板之间使用的固定工艺，以此取代凝胶、折边法兰凸焊等其他固定工艺。 【摘要】本文主要介绍了单面焊的设备组成、工作原理、工艺技术标准等内容，并结合单面焊工艺在上海大众VW253CS前盖总成上首次应用中取得的质量优化的经验，与大家分享我在工作中的一些心得。 【关键词】 单面焊设备组成及工作原理 工艺技术标准 质量优化 单面焊工艺前提介绍 为何使用单面焊工艺 车身车间四门两盖折边完成后，由于搬运、震动、装配匹配调整、电泳等原因，有可能会造成零件变形，并对后续工艺造成影响。因此需要一种固定方式来消除门盖总成变形（尤其是内外板之间窜动）的隐患。 借助于单面点焊（Stoss Punkten、Single-sided Spot Welding）工艺，将内外板之间法兰边范围内的机械连接作为四门两盖内外板的临时固定方法。该工艺用于临时固定送入油漆工序前的工件尺寸，籍此折边胶硬化后，可保持工件不变形[1]。 为了紧跟VW集团Konzern的相关标准，上海大众在VW253CS项目中首次投入使用了单面焊技术，并在前盖总成上得到了成功的应用。 单面焊工艺的优点 此前，在上海大众车身项目中通常采用凝胶作为门盖总成折边后内外板的临时固定工艺。多年使用下来，我们发现凝胶工艺主要有以下五个缺点： 凝胶过程中受到的干扰因素较多，加热过程易造成表面缺陷与尺寸波动； 凝胶工位的柔性度低，一套设备只能用于一种车型； 胶水受热固化后，到油漆车间会再次熔化。 节拍提升空间小； 能耗较大且污染相对比较重； 在使用了单面焊工艺之后，我们发现其具有以下四个显著优点： 单面焊设备属于标准设备，易于操作，且焊接性能可靠； 单面焊设备柔性高，可应用的零件范围广； 高节拍，在VW253CS项目中已达到了60JPH； 单面焊对表面无影响。 设备组成及工作原理介绍 单面焊接设备的组成 图1为单面焊设备的焊枪端结构示意图。我们选用的单面焊枪为德国EDAG公司的标准设备。与其余焊枪类似，单面焊枪主要由气缸、变压器、伺服控制模块、焊接电极、机器人连接安装板、换枪盘等组成。不同的是，单面焊枪的两根电极杆处于平行位置，并且在焊接过程中这两根电极杆始终保持平行状态。 图1 单面焊枪结构示意图 同时，还配有一套Bosch焊接控制器和一套维修保养站（如图2）。维修保养站（Service Station）主要由校准机构、修磨器、自动换电极机构等组成。也是德国EDAG公司的标准产品。其中，校准机构用于每次修磨及换电极后测试焊接压力和焊接电流（如图2所示），焊枪电极杆会与校准机构有个“亲密接触”，在确认压力、电流满足条件后再开始工作；若压力或电流不满足条件，则继续修磨，直至测试合格为止。自动换电极机构是CP5车身车间内唯一的自动换电极的机构。（后文会有详细介绍） 图2 维修保养站及校准机构示意图 单面焊接的工作原理 图3为单面焊焊接过程工作原理示意图。将折完边后的零件总成放入焊接夹具胎膜上，焊枪的焊接电极与回路电极分别接触外板翻边和内板上，焊接电流（图中红色箭头）形成回路，焊接电极与零件接触点处即形成焊接。值得注意的是：在焊接过程中，焊接电极与回路电极在零件的同一面，且始终保持着平行状态，或许这就是单面焊名称由来的原因之一。 图3 单面焊工作原理 单面焊接夹具 原则上单面点焊作业是借助于单面点焊夹具设置的独立工序[2]。因此完成单面焊工艺，仅仅有设备是不够的。还需要设计一套单面焊夹具，用于在焊接过程中固定、支撑零件。这套夹具主要由焊接胎膜、夹紧气缸组成。在仪征项目中，由于前盖自动工位为VW253CS和SK253CS混线生产，为节省空间考虑，将VW253CS前盖的焊接夹具集成在一台双面转毂上，转毂的另一面用于SK253CS前盖。（备注：由于零件结构原因SK253CS前盖无单面焊工艺，SK253CS前盖在转毂上有其他用途。） 图4为焊接夹具无零件和有零件的状态。从两张图片可以看出单面焊夹具的设计思路及设计要求：夹具采取了夹头加紧、型面定位并且使用抽吸方式辅佐定位，使零件贴合在胎膜内。需要注意的是：在单面焊点处必须要有支撑及夹紧，保证焊点处的零件与胎膜“零位-贴合”；同时，RPS夹头也可确保工件位置在单面点焊夹具内的持续稳定。除此之外，胎膜的型面块与B