CN108857127A - 框架式铝合金车身顶盖的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，包括以下步骤：先分别完成后围上部总成、左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成的焊接；再将上述各总成均拼装于定位工装上并点焊固定；最后对上述各总成之间的预设焊缝实施焊接操作而最终形成框架式铝合金车身顶盖，焊接时判断预设焊缝长度，若预设焊缝长度大于设定长度，则在采用从预设焊缝中间向两侧对称退焊或分段跳焊的方式，否则采用从预设焊缝一端向另一端焊接的方式。本发明能够有效减少焊接变形，确保焊缝质量和车身顶盖的尺寸精度。

Description

框架式铝合金车身顶盖的焊接方法

技术领域

本发明涉及汽车车身焊接加工技术领域，具体涉及一种框架式铝合金车身顶盖的焊接方法。

背景技术

目前通常采用轻质材料替代原有车身材料以实现车身轻量化，而鉴于铝合金材料具有比重小、强度高、成形性好及成本低的优点，铝合金材料成为了轻质材料的首选材料。

但是由于铝的热传导率是钢的三倍且线膨胀系数大，以及铝弧焊的热输入量又比较高，使得焊接过程中热量过度集中于焊缝及母材区域，产生大量的焊接应力和残余变形，造成焊接后的车身部件变形严重，使得整个车身丧失稳定性而无法保证降车身质量，并使得外覆盖件和内外饰件与车身之间难以匹配和安装；而通过人工和机器对车身进行矫形则需要消耗大量的人力和物力，直接导致单车成本的增加。

公开号为CN107971611A的中国专利公开了一种框架式结构铝合金焊接副车架的加工方法，该加工方法是将铝合金管材、铝合金板材和铝合金型材焊接成一个框架式的结构，得到框架式结构铝合金焊接副车架。该加工方法克服了传统铁板冲压焊接工艺中的高强钢板冲压焊接后的产品笨重，减重效果不明显的问题，但是该框架式结构铝合金副车架的下部属于开放式结构，导致焊接时易发生变形而造成尺寸内收或外张，另外框架式结构铝合金副车架的焊接为一体成型的，会导致单个工位上焊接热输入量过大而引起较大焊接变形的问题，不易保证尺寸精度。

综上可知，现有的车身焊接方法，无法有效防止铝合金车身顶盖在焊接过程中产生较大变形，无法有效保证焊缝质量和车身尺寸精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，能够有效减少焊接变形，确保焊缝质量和车身顶盖的尺寸精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，包括以下步骤：

1）分别完成后围上部总成、左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成的焊接；

2）将所述左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成均拼装于定位工装上，所述左侧围上边梁总成和右侧围上边梁总成之间依次设置有所述后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成；

3）将后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成的两端均分别与所述左侧围上边梁总成和右侧围上边梁总成通过点焊固定；

4）对左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成之间的预设焊缝实施焊接操作而最终形成框架式铝合金车身顶盖，焊接时判断预设焊缝长度，若预设焊缝长度大于设定长度，则在预设焊缝处采用从预设焊缝中间向两侧对称退焊或分段跳焊的方式，否则在预设焊缝处采用从预设焊缝一端向另一端焊接的方式。

在其中一个实施方式中，所述步骤4）中，将后流水槽总成的一端和左侧围上边梁总成之间形成的预设焊缝定义为第一焊缝，将后流水槽总成的另一端和右侧围上边梁总成之间形成的预设焊缝定义为第二焊缝，焊接时，第一焊缝和第二焊缝同时焊接，且第一焊缝和第二焊缝均采用分段跳焊方式。

在其中一个实施方式中，所述第一焊缝和第二焊缝分段跳焊时的焊接方向为:由最终形成的框架式铝合金车身顶盖的后部向中部方向焊接。

在其中一个实施方式中，所述步骤4）中，对预设焊缝实施焊接时，先焊接对接形成的预设焊缝，再焊接角接形成的预设焊缝。

在其中一个实施方式中，所述步骤4）中，对预设焊缝实施焊接时，先对所有的预设焊缝的正面进行焊接，然后再对所有的预设焊缝的背面进行焊接。

在其中一个实施方式中，所述步骤2）中，所述左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成之间的拼装的预设焊缝宽度均不大于1mm。

在其中一个实施方式中，所述步骤1）中，后围上部总成的焊接方法为：先将顶盖后横梁和顶盖后横梁补板焊接在一起形成后横梁架体，焊接时从预设焊缝的中间开始向两侧逐步焊接，然后在后横梁架体的两端分别同时焊接右后立柱总成和左后立柱总成。

在其中一个实施方式中，所述步骤4）中对预设焊缝实施焊接操作的焊接速度为7～9mm/s

在其中一个实施方式中，所述步骤4）之后还进行以下步骤：将框架式铝合金车身顶盖进行冷却，然后将框架式铝合金车身顶盖从定位工装上取下。

本发明具有以下有益效果：本实施例的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，通过合理的焊接方式和焊接方向的控制，能够有效减少焊接变形，有效减少了焊缝缺陷的产生，确保了焊缝质量，减少了焊缝返修量和尺寸调校，从而保证了车身顶盖的尺寸精度，提高生产效率和产品合格率。

附图说明

图1是本发明的框架式铝合金车身顶盖的焊接结构示意图；

图2是图1的后流水槽总成的结构示意图；

图3是图1的后围上部总成的结构示意图；

图4是图1的顶盖前横梁总成的结构示意图；

图5是图1的左侧围上边梁总成的结构示意图；

图6是图1的右侧围上边梁总成的结构示意图；

图中：1、后围上部总成，11、顶盖后横梁，12、顶盖后横梁补板，13、右后立柱总成，14、左后立柱总成，2、左侧围上边梁总成，21、左侧围上边梁，22、安装座，23、加强支架，3、右侧围上边梁总成，31、右侧围上边梁，4、顶盖前横梁总成，41、顶盖前横梁，42、左连接板，43、右连接板，5、后流水槽总成，51、上部槽架，52、下部槽架，53、后流水槽补板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

参阅图1，本实施例公开了一种框架式铝合金车身顶盖，该车身顶盖包括后围上部总成1、左侧围上边梁总成2、右侧围上边梁总成3、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5，该框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，包括以下步骤：

1）分别完成后围上部总成1、左侧围上边梁总成2、右侧围上边梁总成3、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5的焊接；

这里先将框架式铝合金车身顶盖的多个零件划分为后围上部总成1、左侧围上边梁总成2、右侧围上边梁总成3、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5这五个独立单元，对各个独立单元先进行单独焊接制作，可避免其后续组合焊接时单个工位上焊接热输入量过大。同时每一个独立单元可单独控制其在焊接过程中的变形，因为单个独立单元内零件数量少，有利于预测焊接变形的趋势，方便控制焊接变形；2）将左侧围上边梁总成2、右侧围上边梁总成3、后围上部总成1、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5均拼装于定位工装上，拼装时左侧围上边梁总成2和右侧围上边梁总成3之间自后至前依次设置有后围上部总成1、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5；拼装后的焊接间隙应均匀一致；

在其中一个实施方式中，左侧围上边梁总,2、右侧围上边梁总成3、后围上部总成1、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5之间拼装的焊接间隙均不大于1mm，既能避免过多的熔敷金属造成的较大热输入量，又能预防焊缝烧穿风险。

其中，焊接间隙是指焊接前两零件的对接处缝隙，后续施焊操作时，就是在该焊接间隙处实施焊接。

3）将后围上部总成1、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5的两端均分别与左侧围上边梁总成2和右侧围上边梁总成3通过点焊固定，并将点焊位置修磨圆滑；点焊位置如图1所示的A、B、C、D、E、F六处；

4）对左侧围上边梁总成2、右侧围上边梁总成3、后围上部总成1、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5之间的预设焊缝实施焊接操作而最终形成框架式铝合金车身顶盖，焊接时判断预设焊缝长度，若预设焊缝长度大于设定长度，则在预设焊缝处采用从预设焊缝中间向两侧对称退焊或分段跳焊的方式，否则可直接采用从预设焊缝一端向另一端焊接的方式。

其中，从预设焊缝中间向两侧对称退焊是指从预设焊缝的中部开始施焊，然后逐渐向着预设焊缝的两侧方向倒退施焊，该焊接方式有助于使得两侧的焊接变形相互抵消。

分段跳焊是指将预设焊缝分成多段进行施焊，也即先按照设定间距依次焊接多段焊缝，然后再依次对相邻两段焊缝之间的间隙焊缝进行焊接，也即始终采用隔一段焊一段的方式进行焊接操作。

在其中一个实施方式中，上述步骤4）中，后流水槽总成5、左侧围上边梁总成2和右侧围上边梁总成之3间的预设焊缝的焊接方法为：将后流水槽总成5的一端和左侧围上边梁总成2之间形成的预设焊缝定义为第一焊缝，将后流水槽总成5的另一端和右侧围上边梁总成3之间形成的预设焊缝定义为第二焊缝，焊接时，第一焊缝和第二焊缝同时焊接，且第一焊缝和第二焊缝均采用分段跳焊方式，如图1所示，第一焊缝和第二焊缝的长度较长，连续焊接后易导致尺寸收缩，因此从第一焊缝后端采取分段跳焊法向前进行跳焊，先将第一焊缝分成多段，然后依次从后向前进行焊接，焊接完成后，再将依次对相邻两段焊缝之间的间隙焊缝进行焊接，第二焊缝采用上述同样的方法从第二焊缝后端向前进行跳焊。上述焊接方式可有效减小焊接变形，保证了车身后部的尺寸精度。

进一步地，第一焊缝和第二焊缝分段跳焊时的焊接方向为:由最终形成的框架式铝合金车身顶盖的后部向中部方向焊接，焊接方向为图1中箭头所示方向，该焊接方向可有效避免框架式铝合金车身顶盖的后部向外扩张变形，保证焊接时顶盖后部的尺寸精度。

在其中一个实施方式中，步骤4）中对预设焊缝实施焊接时，先焊接对接形成的预设焊缝（即在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间形成的预设焊缝），再焊接角接形成的预设焊缝（即两焊件结合面构成直角或接近直角形成的焊接间隙）；先对所有预设焊缝的正面进行焊接，然后再对所有预设焊缝的背面进行焊接。

在其中一个实施方式中，对预设焊缝实施焊接操作的焊接速度为7～9mm/s，该焊接速度较快，能够在满足焊接质量的前提下减少焊接热输入量，从而减少焊接变形。

5）对框架式铝合金车身顶盖进行冷却，然后将框架式铝合金车身顶盖从定位工装上取下，以更好的减少焊接变形。

在其中一个实施方式中，为了更好地减少焊接变形，上述步骤1）中的后围上部总成1、左侧围上边梁总成2、右侧围上边梁总成3、顶盖前横梁总成4和后流水槽总成5可分别采用以下方法进行焊接：

其中，参阅图3，后围上部总成1包括顶盖后横梁11、顶盖后横梁补板12、右后立柱总成13和左后立柱总成14；

后围上部总成1的焊接方法为: 将顶盖后横梁11和顶盖后横梁补板12拼装于定位工装上定位夹紧，拼装后的焊接间隙应均匀一致，且焊接间隙不超过1mm，再将顶盖后横梁11和顶盖后横梁补板12进行点焊固定；然后将顶盖后横梁11和顶盖后横梁补板12焊接在一起形成后横梁架体，焊接时要从预设焊缝的中间开始向左右两侧退焊，也即从预设焊缝的中部开始施焊，然后逐渐向着预设焊缝的两侧方向倒退施焊，焊接方向参见图3中箭头方向，该焊接方式采用分段同时向两侧退焊的方式，可使得焊接位置左右对称，有效减少焊接收缩变形；最后将右后立柱总成13和左后立柱总成14利用定位工装夹紧，并在后横梁架体的两端分别同时焊接右后立柱总成13和左后立柱总成14，以保证左右两侧对称施焊，利于降低焊接变形。

其中，参阅图5和图6，左侧围上边梁总成2包括左侧围上边梁21、安装座22和加强支架23，右侧围上边梁总成3包括右侧围上边梁31、安装座22和加强支架23；

左侧围上边梁总成2的焊接方法为：将左侧围上边梁21、加强支架23、安装座22依次拼装于定位工装上并定位夹紧，拼装后的焊接间隙应均匀一致，且拼装的焊接间隙不超过1mm；然后进行焊接操作，焊接时，加强支架23与左侧围上边梁21之间的预设焊缝自两侧开始焊接。

右侧围上边梁总成3的焊接方法为：将右侧围上边梁31、加强支架23、安装座22依次拼装于定位工装上并定位夹紧，拼装后的焊接间隙应均匀一致，且拼装的焊接间隙不超过1mm；然后进行焊接操作，焊接时，加强支架23与右侧围上边梁31之间的预设焊缝自两侧开始焊接。

其中，参阅图4，顶盖前横梁总成4包括顶盖前横梁41、左连接板42和右连接板43；

顶盖前横梁总成4的焊接方法为：将顶盖前横梁41、左连接42板和右连接板43依次拼装于定位工装上并定位夹紧，拼装后的焊接间隙应均匀一致，且拼装的焊接间隙不超过1mm；然后先将左连接板42和右连接板43分别与顶盖前横梁41点焊固定，然后对左连接板42与顶盖前横梁41之间的预设焊缝、以及右连接板43与顶盖前横梁41之间的预设焊缝进行焊接，焊接时先对所有预设焊缝的正面进行焊接，然后利用变位机将顶盖前横梁总成4翻转，再焊接所有预设焊缝的背面，以保证两侧对称焊接，从而有效减少焊接变形。

其中，参阅图2，后流水槽总成5包括上部槽架51、下部槽架52和后流水槽补板53，三者组成一封闭的框架结构，利于减少焊接变形；

后流水槽总成5的焊接方法为：上部槽架51、下部槽架52和后流水槽补板53依次拼装于定位工装上并定位夹紧，拼装后的焊接间隙应均匀一致，且焊接间隙不超过1mm；然后先将上部槽架51、下部槽架52和后流水槽补板53之间的预设焊缝先进行点焊固定，并将点焊位置修磨圆滑，然后对上部槽架51、下部槽架52和后流水槽补板53之间的预设焊缝的所有预设焊缝进行焊接，焊接时先焊接对接形成的预设焊缝，然后焊接角接形成的预设焊缝；先将焊接完所有的预设焊缝的正面焊缝，再利用变位机翻转后流水槽总成5，然后再焊接所有预设焊缝的背面焊缝，以保证对称焊接，从而有效减少焊接变形。

本实施例的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，对较长的预设焊缝采取对称焊接和分段跳焊的方式，可有效地将减少焊接变形，同时零部件拼装时的焊接间隙控制在1mm之内，既能避免过多的熔敷金属造成的较大热输入量，又能预防焊缝烧穿风险，也利于减少焊接变形。

本实施例的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，通过合理的焊接方式和焊接方向（焊接顺序）的控制，能够有效减少焊缝缺陷的产生，确保了焊缝质量，减少焊缝返修量和尺寸调校，也可避免因焊接补焊返修引起的焊接变形，能够有效地保证车身顶盖的尺寸精度，提高生产效率和产品合格率。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，包括以下步骤：

1）分别完成后围上部总成、左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成的焊接；

2）将所述左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成均拼装于定位工装上，所述左侧围上边梁总成和右侧围上边梁总成之间依次设置有所述后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成；

3）将后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成的两端均分别与所述左侧围上边梁总成和右侧围上边梁总成通过点焊固定；

4）对左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成之间的预设焊缝实施焊接操作而最终形成框架式铝合金车身顶盖，焊接时判断预设焊缝长度，若预设焊缝长度大于设定长度，则在预设焊缝处采用从预设焊缝中间向两侧对称退焊或分段跳焊的方式，否则在预设焊缝处采用从预设焊缝一端向另一端焊接的方式。

2.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是， 所述步骤4）中，将后流水槽总成的一端和左侧围上边梁总成之间形成的预设焊缝定义为第一焊缝，将后流水槽总成的另一端和右侧围上边梁总成之间形成的预设焊缝定义为第二焊缝，焊接时，第一焊缝和第二焊缝同时焊接，且第一焊缝和第二焊缝均采用分段跳焊方式。

3.如权利要求2所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述第一焊缝和第二焊缝分段跳焊时的焊接方向为:由最终形成的框架式铝合金车身顶盖的后部向中部方向焊接。

4.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述步骤4）中，对预设焊缝实施焊接时，先焊接对接形成的预设焊缝，再焊接角接形成的预设焊缝。

5.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述步骤4）中，对预设焊缝实施焊接时，先对所有的预设焊缝的正面进行焊接，然后再对所有的预设焊缝的背面进行焊接。

6.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述步骤2）中，所述左侧围上边梁总成、右侧围上边梁总成、后围上部总成、顶盖前横梁总成和后流水槽总成之间拼接的焊接间隙均不大于1mm。

7.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述步骤1）中，后围上部总成的焊接方法为：先将顶盖后横梁和顶盖后横梁补板焊接在一起形成后横梁架体，焊接时从预设焊缝的中间开始向两侧逐步焊接，然后在后横梁架体的两端分别同时焊接右后立柱总成和左后立柱总成。

8.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述步骤4）中对预设焊缝实施焊接操作的焊接速度为7～9mm/s。

9.如权利要求1所述的框架式铝合金车身顶盖的焊接方法，其特征是，所述步骤4）之后还进行以下步骤：将框架式铝合金车身顶盖进行冷却，然后将框架式铝合金车身顶盖从定位工装上取下。