新能源汽车全铝车身前端模块精度提升研究 刘鑫摘 要 铝合金是汽车轻量化的首选材料，其综合性价比较高，但铝合金的热膨胀系数大，容易产生焊接变形，影响车身焊接精度本文运用鱼骨图分析研究了LITE车辆铝合金框架式车身前端焊接变形的影响因素，找到了问题要因，制定了针对性的改善措施，通过更改组件尺寸、工艺路线、增加过程检具和反变形调整提升了前端精度，并采用SPC分析法制定了防再发措施，减少了变形导致的不合格品，降低了返工成本最终前端常规尺寸符合率从72%提升至了92%，功能尺寸合格率从73%提升至了93%关鍵词 轻量化;铝合金;焊接变形;精度提升前言（1）案例背景随着人们对环保的要求越来越高，新能源汽车已成为大众购车的首选，新能源汽车的市场保有量逐年递增但新能源汽车与传统汽车不同，动力电池重量就达到了数百公斤，占了整体重量的很大一部分，轻量化成为新能源汽车发展的迫切要求轻量化的材料应用是汽车实现轻量化的最基础手段，在这些材料中，铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料，无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势，所以铝合金在汽车制造生产中得到了广泛的应用[1]但铝合金的热膨胀系数大，为碳钢的2倍[2]，凝固时的体积收缩率达6.5%～6.6%，容易产生焊接变形，影响车身焊接精度。
如果工件变形过大，还有可能造成无法矫正而成为废品[3]通过研究LITE车辆铝合金框架式车身的焊接精度，发现前端模块的焊接精度是影响整车精度的关键因素本研究将分析影响铝合金车身前端精度的原因，寻求解决方案，提升前端精度目前车身前端常规尺寸符合率为72%，功能尺寸合格率为73%通过研究，将前端常规和功能尺寸符合率均提升至90%以上2）问题提出及目标设定项目目标：将前端常规和功能尺寸符合率均提升至90%以上1解决方案及改善效果1.1 问题原因分析（1）问题现状对初调阶段的车身前端尺寸进行CMM测量，前端总成共246个测点，目前66个测点出现异常情况，车身常规尺寸符合率为72%，功能尺寸合格率为73%2）原因分析由CMM测点图发现车身前端总成X、Y、Z三个方向精度均有突变，初步分析为前端总成焊接工位主定位发生异变经过验证发现，前端总成夹具测量OK，因而为前端总成主定位发生偏差经过检具测量，发现前端总成中底部骨架偏差较大，存在变形由此锁定前端精度不良的要因为底部骨架精度不良针对底部骨架的精度不良产生的原因运用鱼骨图进行分析，从人、机、料、法、环、测6个方面进行问题原因分析，如图2通过分析，确定①组件之间配合间隙大，导致零件焊接变形收缩量大;②焊缝设计过多，导致焊接变形量大;③未采取过程检具控制;④零件开口设计，易产生焊接热变形这四个原因为要因。
1.2 改善措施和方案制定针对4项要因，制定了改善措施1）更改组件尺寸，缩小配合间隙2）更改工艺路线，将密集的焊缝分散到多个工位3）增加过程检具，进行100%测量4）针对稳定变形，进行反变形调整1.3 防止再发措施（1）通过对改善后的前端总成偏差数据进行SPC分析，明确每25组数据进行SPC分析，防止过程变异2）制定《焊装检具管理标准》，明确分总成抽检频次，将结果记录在《焊装检具检查记录表》2改善效果（1）经过第一个阶段为时3个月的设备调试及精度提升，对目前车身前端尺寸进行CMM测量，车身常规尺寸符合率达到92%，功能尺寸合格率达到为93%2）有效减少了不合格品，前端总成报废率从0.5%降低到0.1%3）降低返工成本，底部骨架返工时间1小时/台，按照工时费用100元/小时计算，降低返工费用100元/台3案例总结本研究通过分析影响LITE铝框架车身前端焊接精度的关键要素，探索焊接变形的解决方法和预防措施，减少变形导致的不合格品，降低返工成本前端焊接变形的主要解决方法如下：（1）更改组件尺寸，缩小配合间隙2）更改工艺路线，将密集的焊缝分散到多个工位3）增加过程检具，进行100%测量4）针对稳定变形对夹具进行反变形调整。
参考文献[1] 李有东，杨培杰.铝合金在汽车上的应用及前景分析[J].上海汽车，2000（4）：28-30.[2] Wang X，Gou G，Zhao J，et al.Land usage and develop-ment in high-speed train stations and its traffic impact analysis[J]. Advanced Materials Research，2011（1）：1594-1597.[3] 郑义宾，侯彬.浅析H型钢的焊接变形及其控制和矫正方法[J].金属加工：热加工，2012（14）：321-324. -全文完-。