CN110525521A - 车身顶盖后流水槽及其自动焊接方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车身顶盖后流水槽及其自动焊接方法，属于汽车的焊接技术领域。车身顶盖后流水槽的自动焊接方法的步骤包括：焊件清理，对各焊件表面焊接部位的油污以及氧化膜进行预定范围的清理；各焊件的装配，将后流水槽总成、后背门铰接安装板总成以及电池箱横梁安装支架总成在工装上进行定位组装；在所述电池箱横梁安装支架总成上安装工艺梁，用于反变形设置；后流水槽的焊接，对所述各焊件按照预定的顺序进行自动化焊接。本申请中采用了激光清洗的方法对焊件进行焊前清理，提高了清洗质量及效率，并在焊件上施加反变形设置，减轻焊件的变形量，保证了后期的装配公差，并提供了焊接顺序，提高焊接质量。

Description

车身顶盖后流水槽及其自动焊接方法

技术领域

本发明涉及汽车的焊接技术领域，具体涉及一种车身顶盖后流水槽及其自动焊接方法。

背景技术

随着轻量化技术在汽车行业的应用，轻量化材料越来越多地出现在车身结构上，铝合金材料具有比重小、强度高、耐腐蚀性好以及成形性好等有点，成为轻质材料的首选材料。但是由于铝合金的熔点低、导热快、膨胀系数大，且刚度较传统钢材低，给车身各零部件间的连接质量带来了很大挑战。

顶盖后流水槽作为车身顶盖的重要组成部分，由铝合金冲压件焊接而成，板材厚度1.0～2.0mm，因板材较薄和冲压件尺寸不稳定，为焊缝质量和焊接变形的控制带来了很大的困难，同时，薄板焊接后，造成焊缝背面严重的背透凸起，严重影响着产品电泳后的外观质量，原有的顶盖后流水槽连接工艺采用的是普通手工MIG焊接，因尺寸匹配间隙大造成大量的焊接缺陷，且因普通MIG焊的热数量较大，造成焊接变形和焊缝的背透凸起严重，需要花费大量的人力和物力返修处理，焊缝的背透凸起处打磨后，表面质量仍然难以满足产品质量要求，同时由于顶盖后流水槽的零部件板材较薄，焊接时薄板变形大，顶盖后流水槽的宽度方向上尺寸收缩比较严重，会造成后背门玻璃安装困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车身顶盖后流水槽及其自动焊接方法，以解决或克服现有技术中存在的至少一项问题。

本申请在第一方面，提供的是一种车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，步骤如下：

焊件清理，对各焊件表面焊接部位的油污以及氧化膜进行预定范围的清理；

各焊件的装配，将后流水槽总成、后背门铰接安装板总成以及电池箱横梁安装支架总成在工装上进行定位组装；

在所述电池箱横梁安装支架总成上安装工艺梁，用于反变形设置；

后流水槽的焊接，对所述各焊件按照预定的顺序进行自动化焊接。

优选地，采用激光清洗的方法对各焊件进行清理。

优选地，对各焊件表面焊接部位清理的预定范围大于等于25mm。

优选地，所述后流水槽总成包括后流水槽上部、后流水槽中部以及后流水槽下部，所述后流水槽上部、后流水槽中部以及后流水槽下部依次连接；

所述后背门铰接安装板总成包括后背门左安装板和后背门右安装板，所述后背门左安装板和后背门右安装板分别连接在所述后流水槽中部上的靠近所述后流水槽下部的左右两侧；

所述电池箱横梁安装支架总成包括电池箱横梁左中安装支架、电池箱横梁右中安装支架、电池箱横梁左前安装支架以及电池箱横梁右前安装支架，所述电池箱横梁安装支架总成分别连接在所述后流水槽上部上的靠近所述后流水槽中部的左右两侧。

优选地，所述工艺梁包括第一工艺梁和第二工艺梁，所述第一工艺梁的两端分别连接在所述电池箱横梁左中安装支架与所述电池箱横梁右中安装支架之间，所述第二工艺梁的两端分别连接在所述电池箱横梁左前安装支架与所述电池箱横梁右前安装支架之间。

优选地，所述第一工艺梁以及所述第二工艺梁的两端分别通过螺栓组件连接到所述电池箱横梁安装支架总成上。

优选地，所述第一工艺梁连接在所述电池箱横梁左中安装支架与所述电池箱横梁右中安装支架之间有效长度大于等于所述电池箱横梁左中安装支架与所述电池箱横梁右中安装支架之间的实际距离3mm；

所述第二工艺梁连接在所述电池箱横梁左前安装支架与所述电池箱横梁右前安装支架之间的有效长度大于等于所述电池箱横梁左前安装支架与所述电池箱横梁右前安装支架之间的实际距离4mm。

优选地，采用CMT焊接机器人对所述各焊件进行自动化焊接；

按照先焊接所述后流水槽总成，后焊接所述后背门铰接安装板总成和/或所述电池箱横梁安装支架总成的预定顺序进行焊接。

优选地，调整好所述CMT焊接机器人的焊枪姿态和参数，采用推枪焊接，焊枪角度70～80°，保护气体为99.999％高纯氩气保护，氩气流量18～22L/min，焊接电流为80±10A，焊接电压为17±5％V，焊接速度为14～16mm/s。

优选地，车身顶盖后流水槽自动焊接方法还包括：

焊接完成后，将所述车身顶盖后流水槽在所述工装上静置冷却。

本申请在第二方面，提供的是一种车身顶盖后流水槽，包括：

后流水槽总成，其包括后流水槽上部、后流水槽中部以及后流水槽下部；

所述后流水槽上部呈U型结构，所述后流水槽上部设有两个第一延伸部；

所述后流水槽下部呈U型结构，所述后流水槽下部上设有两个第二延伸部；

所述后流水槽中部呈“工”字型结构，所述后流水槽中部上分别设有两个第三延伸部与两个第四延伸部，两个所述第三延伸部延伸方向相同且与两个所述第四延伸部延伸方向相反；

所述后流水槽上部的两个所述第一延伸部分别与所述后流水槽中部的两个所述第三延伸部连接，所述后流水槽中部的两个所述第四延伸部分别与所述后流水槽下部的两个所述第二延伸部连接；

后背门铰接安装板总成，其包括后背门左安装板和后背门右安装板，所述后背门左安装板和后背门右安装板分别连接在所述后流水槽中部上的靠近所述后流水槽下部的两个所述第四延伸部上；

电池箱横梁安装支架总成，其包括电池箱横梁左中安装支架、电池箱横梁右中安装支架、电池箱横梁左前安装支架以及电池箱横梁右前安装支架，所述电池箱横梁安装支架总成分别连接在所述后流水槽上部上的靠近所述后流水槽中部的两个所述第一延伸部上。

本申请具有的有益效果：

本申请提供的车身顶盖后流水槽及其自动焊接方法，通过激光清洗的方法对焊件进行焊前清理，能将焊件表面的氧化膜和油污等得到彻底去除，减少了焊件缺陷的产生；CMT自动焊接能焊缝长度及精度得到有效控制，提高产品质量；通过安装工艺梁对车身顶盖后流水槽施加反变形设置，减小了因焊接高温产生的变形，保证了后期的安装精度，具有提高焊接质量、产品一致性以及生产效率等有点。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1是根据本发明实施例提供的车身顶盖后流水槽的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的车身顶盖后流水槽安装工艺梁的效果图；

图3与图4是根据本发明实施例提供的车身顶盖后流水槽的各焊件之间的焊缝分布图。

其中，1-后流水槽上部，2-后流水槽中部，3-后流水槽下部，4-后背门左安装板，5-后背门右安装板，6-电池箱横梁左中安装支架，7-电池箱横梁右中安装支架，8-电池箱横梁左前安装支架，9-电池箱横梁右前安装支架；

11-第一工艺梁，12-第二工艺梁，13-螺栓组件；

001-014为焊缝。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

在本申请的实施例中，是通过CMT焊接技术(冷金属过渡焊接技术)替代手工焊接，CMT焊接技术是一种无焊渣飞溅的新型焊接方法技术，由于其具有能够实现无飞溅熔滴过渡、良好的冶金连接、热输入量低以及超薄板焊接的特点，CMT焊接技术得到迅速而广泛的应用，为了进一步优化顶盖后流水槽的焊接方法，利用激光清理技术进行焊前清理，采用CMT自动焊接代替普通手工MIG焊接，设置合理的焊接参数，焊缝美观，焊缝背透凸起和飞溅小，焊接缺陷较少，保证了焊缝质量。同时通过反变形法和合理的焊接顺序，控制了顶盖后流水槽的结构尺寸，保证了后续的后背门玻璃安装。

以下将结合附图1至附图4对本发明的实施例进行详细的描述。

本申请在第一方面，提供的是一种车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，步骤如下：

焊件清理，对各焊件表面焊接部位的油污以及氧化膜进行预定范围的清理。

各焊件的装配，将后流水槽总成、后背门铰接安装板总成以及电池箱横梁安装支架总成在工装上进行定位组装。

在所述电池箱横梁安装支架总成上安装工艺梁，用于反变形设置。

后流水槽的焊接，对所述各焊件进行自动化焊接。

在本实施例中，采用激光清洗的方法对焊件进行清理。

对各焊件表面焊接部位清理的预定范围大于等于25mm。可以理解的是，通过对焊接表面的焊接部位进行清理直至焊件表面呈现亮白色为准，目的是为了保证焊接的质量。

在本实施例中，如图2所示，所述工艺梁包括第一工艺梁11和第二工艺梁12，所述第一工艺梁11的两端分别连接在所述电池箱横梁左中安装支架6与所述电池箱横梁右中安装支架7之间，所述第二工艺梁12的两端分别连接在所述电池箱横梁左前安装支架8与所述电池箱横梁右前安装支架9之间。

所述第一工艺梁11以及所述第二工艺梁12的两端分别通过螺栓组件13连接到所述电池箱横梁安装支架总成上。螺栓组件13包括螺栓和螺母，可以理解的是，在本实施例中，至少需要四个所述螺栓组件13。

在本实施例中，所述第一工艺梁11连接在所述电池箱横梁左中安装支架6与所述电池箱横梁右中安装支架7之间有效长度大于等于所述电池箱横梁左中安装支架6与所述电池箱横梁右中安装支架7之间的实际距离3mm。

所述第二工艺梁12连接在所述电池箱横梁左前安装支架8与所述电池箱横梁右前安装支架9之间的有效长度大于等于所述电池箱横梁左前安装支架8与所述电池箱横梁右前安装支架9之间的实际距离4mm。

有效长度是工艺梁两端的连接端之间的长度，该有效长度部分起到对电池箱横梁安装支架总成的支撑作用，进而起到对车身顶盖后流水槽的反变形。作为本领域的技术人员应当理解的是，在进行焊接时，会产生较高的温度，会导致车身顶盖后流水槽发生变形，发生变形后会导致后期的装配问题，所以通过工艺梁的预支撑，能够起到反变形作用。可以理解的是，通过安装工艺梁将车身顶盖后流水槽向外撑大，能够降低焊接的变形量，保证各焊件的装配间隙不大于1mm，能够保证后期的后背门玻璃的安装，提高了产品合格率和生产效率。

在本实施例中，采用CMT焊接机器人对所述各焊件进行自动化焊接，按照先焊接所述后流水槽总成，后焊接所述后背门铰接安装板总成和/或所述电池箱横梁安装支架总成的预定顺序进行焊接。通过先焊接外部框架结构(所述后流水槽总成)，再焊接零部件结构(所述后背门铰接安装板总成和所述电池箱横梁安装支架总成)能够有效保证焊接质量。

如图3与图4所示，对各焊件之间的焊接焊缝进行了编号，焊缝001至014共14条，在单独使用一台CMT焊接机器人的情况下，按照001-014的顺序进行焊接，先焊接整体框架，在焊接小的焊件。在具有两台或两台以上的CMT焊接机器人的情况下，可以按照001与002、003与004、005与006、007与008、009与010、011与012以及013与014的顺序进行对称式焊接。即001与002同时焊接，再进行003与004同时焊接；或者，001与002、003与004同时焊接，再进行005与006、007与008的同时焊接。同时焊接的焊缝的数量取决于CMT焊接机器人的数量。

在本实施例中，调整好所述CMT焊接机器人的焊枪姿态和参数，采用推枪焊接，焊枪角度70～80°，保护气体为99.999％高纯氩气保护，氩气流量18～22L/min，焊接电流为80±10A，焊接电压为17±5％V，焊接速度为14～16mm/s。作为本领域的技术人员应当理解的是，夹持车身顶盖后流水槽的工装可以翻转，为保证焊接的质量，使焊缝处于PB位置进行焊接。

在本实施例中，车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法还包括：

焊接完成后，将所述车身顶盖后流水槽在所述工装上静置冷却，再将所述工艺梁取下。焊接完成的车身顶盖后流水槽本身温度很高，如果直接将其从工装上取下来，其会产生变形，所以需要在工装上静置冷却，最后再将两个工艺梁取下来。

本申请提供的车身顶盖后流水槽的自动焊接方法，通过激光清洗的方法对焊件进行焊前清理，能将焊件表面的氧化膜和油污等得到彻底去除，减少了焊件缺陷的产生；CMT自动焊接能焊缝长度及精度得到有效控制，提高产品质量；通过安装工艺梁对车身顶盖后流水槽施加反变形设置，减小了因焊接高温产生的变形，保证了后期的安装精度，具有提高焊接质量、产品一致性以及生产效率等有点。

本申请在第二方面，提供的是一种车身顶盖后流水槽，如图1与图2所示，包括：

后流水槽总成，其包括后流水槽上部1、后流水槽中部2以及后流水槽下部3，通过将后流水槽上部1、后流水槽中部2以及后流水槽下部3依次焊接组成所述后流水槽总成。

所述后流水槽上部1呈U型结构，所述后流水槽上部1设有两个第一延伸部。

所述后流水槽下部3呈U型结构，所述后流水槽下部3上设有两个第二延伸部。

所述后流水槽中部2呈“工”字型结构，所述后流水槽中部2上分别设有两个第三延伸部与两个第四延伸部，两个所述第三延伸部延伸方向相同且与两个所述第四延伸部延伸方向相反。

在本实施例中，如图4所示，所述后流水槽上部1为焊缝013与焊缝014左侧的结构部分，所述后流水槽下部3为焊缝011与焊缝012右侧的结构部分，所述后流水槽中部2为焊缝013、014与焊缝011、012之间的“工”字型结构部分。

所述后流水槽上部1的两个所述第一延伸部分别与所述后流水槽中部2的两个所述第三延伸部连接，所述后流水槽中部2的两个所述第四延伸部分别与所述后流水槽下部3的两个所述第二延伸部连接。

后背门铰接安装板总成，其包括后背门左安装板4和后背门右安装板5，所述后背门左安装板4和后背门右安装板5分别连接在所述后流水槽中部2上的靠近所述后流水槽下部3的两个所述第四延伸部上。

电池箱横梁安装支架总成，其包括电池箱横梁左中安装支架6、电池箱横梁右中安装支架7、电池箱横梁左前安装支架8以及电池箱横梁右前安装支架9，所述电池箱横梁安装支架总成分别连接在所述后流水槽上部1上的靠近所述后流水槽中部2的两个所述第一延伸部上。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，步骤如下：

焊件清理，对各焊件表面焊接部位的油污以及氧化膜进行预定范围的清理；

各焊件的装配，将后流水槽总成、后背门铰接安装板总成以及电池箱横梁安装支架总成在工装上进行定位组装；

在所述电池箱横梁安装支架总成上安装工艺梁，用于反变形设置；

后流水槽的焊接，对所述各焊件按照预定的顺序进行自动化焊接。

2.根据权利要求1所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，采用激光清洗的方法对各焊件进行清理。

3.根据权利要求2所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，对各焊件表面焊接部位清理的预定范围大于等于25mm。

4.根据权利要求3所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，所述工艺梁包括第一工艺梁和第二工艺梁，所述电池箱横梁安装支架总成包括电池箱横梁左中安装支架、电池箱横梁右中安装支架、电池箱横梁左前安装支架以及所述电池箱横梁右前安装支架；

所述第一工艺梁的两端分别连接在所述电池箱横梁左中安装支架与所述电池箱横梁右中安装支架之间，所述第二工艺梁的两端分别连接在所述电池箱横梁左前安装支架与所述电池箱横梁右前安装支架之间。

5.根据权利要求4所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，所述第一工艺梁以及所述第二工艺梁的两端分别通过螺栓组件连接到所述电池箱横梁安装支架总成上。

6.根据权利要求5所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，所述第一工艺梁连接在所述电池箱横梁左中安装支架与所述电池箱横梁右中安装支架之间有效长度大于等于所述电池箱横梁左中安装支架与所述电池箱横梁右中安装支架之间的实际距离3mm；

所述第二工艺梁连接在所述电池箱横梁左前安装支架与所述电池箱横梁右前安装支架之间的有效长度大于等于所述电池箱横梁左前安装支架与所述电池箱横梁右前安装支架之间的实际距离4mm。

7.根据权利要求1所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，采用CMT焊接机器人对所述各焊件进行自动化焊接；

按照先焊接所述后流水槽总成，后焊接所述后背门铰接安装板总成和/或所述电池箱横梁安装支架总成的预定顺序进行焊接。

8.根据权利要求7所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，调整好所述CMT焊接机器人的焊枪姿态和参数，采用推枪焊接，焊枪角度为70～80°，保护气体为99.999％高纯氩气保护，氩气流量18～22L/min，焊接电流为80±10A，焊接电压为17±5％V，焊接速度为14～16mm/s。

9.根据权利要求1所述的车身顶盖后流水槽的自动化焊接方法，其特征在于，还包括：

焊接完成后，将所述车身顶盖后流水槽在所述工装上静置冷却，再将所述工艺梁取下。

10.一种车身顶盖后流水槽，其特征在于，包括：

后流水槽总成，其包括后流水槽上部、后流水槽中部以及后流水槽下部；

所述后流水槽上部呈U型结构，所述后流水槽上部设有两个第一延伸部；

所述后流水槽下部呈U型结构，所述后流水槽下部上设有两个第二延伸部；

所述后流水槽中部呈“工”字型结构，所述后流水槽中部上分别设有两个第三延伸部与两个第四延伸部，两个所述第三延伸部延伸方向相同且与两个所述第四延伸部延伸方向相反；

所述后流水槽上部的两个所述第一延伸部分别与所述后流水槽中部的两个所述第三延伸部连接，所述后流水槽中部的两个所述第四延伸部分别与所述后流水槽下部的两个所述第二延伸部连接；

后背门铰接安装板总成，其包括后背门左安装板和后背门右安装板，所述后背门左安装板和后背门右安装板分别连接在所述后流水槽中部上的靠近所述后流水槽下部的两个所述第四延伸部上；

电池箱横梁安装支架总成，其包括电池箱横梁左中安装支架、电池箱横梁右中安装支架、电池箱横梁左前安装支架以及电池箱横梁右前安装支架，所述电池箱横梁安装支架总成分别连接在所述后流水槽上部上的靠近所述后流水槽中部的两个所述第一延伸部上。