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1、车身制造工艺教案车身是汽车结构中与发动机、底盘并列的三大组成部分之一。大客车车身重量和制造成本约占整车和6070。由于客车生产厂是在选用发动机和底盘等主要部件基础上设计并制造客车，所以客车生产厂主要生产任务是制造客车车身。一、 大客车车身主要制造工艺客车的制造从原材料和外购件的投入，至整车装配检测完毕，其过程经过多条生产线，采用多级综合工艺，生产方式是流水线生产和批量生产混在一起，而主要生产线的生产方式为流水线生产方式，生产形态是连续性生产。1.大客车主要车身制造工艺和主要生产线大客车车身制造工艺就是客车车身制造的方法。它主要包括车身骨架制造工艺、冲压成形工艺、车身焊装工艺、磷化处理工艺、车身
2、喷涂工艺、底盘装配工艺、车身装配工艺和整车性能调试检测等较工艺。这些工艺都是冲压工艺、焊接工艺、喷涂工艺和装配工艺四种基本工艺在车身制造中的具体应用。工艺设备和工艺装备是实现这些工艺的物质条件，如制造车身骨架需要焊接设备和组焊胎具等。在车身生产中所使用的设备有冲压设备、焊接设备、磷化设备、喷涂设备等；使用的工艺装备主要有冲压模具、骨架组焊胎具、前后风窗框组焊胎具以及检验样板等。大客车制造的主要生产线一般包括底盘装配线、车身焊装线、车身涂装生产线、车身装配线和整车性能调试检测线。此外，客车生产厂还设有冲压车间、骨架五大片组焊车间以及附件等配套设施，为生产线作必要的零部件准备。目前客车制造的三种工
3、艺流程分别为：第一种形式：底盘装配车身焊装车身涂装车身装配整车性能调试检测；第二种形式：车身焊装车身涂装底盘装配和车身装配整车性能调试检测；第三种形式：车身焊装车身涂装车身装配整车性能调试检测。底盘装配与三种工艺流程相对应的主要生产线编排顺序应与生产纲领、生产方式、工艺水平及车身结构形式等方面相适应。2.产品工艺性和制造工艺工艺性分析产品的工艺性是指在确定的生产条件和规模下，能否最经济、最安全、最稳定地获得质量优良产品的可能性。产品工艺性分析主要包括：(1)产品方面：包括产品性能、生产效率和产品成本。(2)工艺方面：包括加工顺序、加工方法、加工基准、尺寸精度、材料及检验方法。(3)作业性方面：
4、包括设备及产品流程的人员配置、作业方法、作业性、作业量、作业环境、安全性等。(4)生产方式方面：包括与设备及平面布置有关的装置、材料准备、产品流程、废料处理方法、辅助材料的选择等。制造工艺的工艺性分析是以产品分析为主的多方面工艺性分析。例如车身焊装工艺的工艺性分析包括：车身焊接装配性分析、车身密封性分析、车身刚度和强度分析、车身防腐性能分析、焊接装配后精度的分析、加工基准的分析、车身振动和噪声的分析、轻量化结构和安全性的分析、车身外接合部的外观分析、选装件装配匹配性分析、车型种类与部件通用化的分析、现有设备与工艺的有效利用分析等。二、大客车主要生产线的工艺流程客车车身制造工艺概要如图1-1所示
5、。1.车身焊装线主要工艺流程在选用发动机和底盘基础上，焊接车架外撑横梁(俗称牛腿)和地板支架或车身底架组焊组焊整车骨架焊装车身左右侧围外蒙皮组焊车身前、后风窗框和前、后围外蒙皮车门、行李仓等部件装配。2.车身喷涂生产线主要工艺流程车身表面前处理烘干喷涂车身底漆烘干刮腻子烘干湿打磨烘干喷涂中间漆烘干喷涂车身面漆烘干喷涂车身彩条漆烘干。3.车身装配线主要工艺流程地板总成装配安装车身内蒙皮、空调设备、空调管道内部装饰件、内行李架装配安装侧窗和风窗玻璃乘客门、驾驶员门、行李仓门装配前后保险杠、灯具、雨刮器、仪表台、后视镜安装乘客座椅、驾驶员座椅安装。4.车身构件磷化处理线主要工艺流程在采用浸渍法磷化时
6、，磷化处理主要工艺流程为：碱液除油水洗酸洗除锈水洗碱液中和水洗磷化处理冷水洗热水洗干燥。车身构件磷化处理后需立即喷涂防锈底漆。三、主要生产线的工艺布置原则1.为了平衡主要生产线的负荷，主要生产线的生产能力应相适应，即主要生产线的生产节拍相匹配。2.主要生产线之间产品流动通畅, 转运方便,并且设置缓冲工位,使主要生产线平稳运行。3.各工位作业时间均衡。对作业量大的瓶颈工位设置必要的辅助工位或采取其它措施，稳定流水线生产。4.在确定生产线工位数时，综合考虑工位检验和综合检验作业时间及工位需要，设置必要的检验和修复工位。5.建立辅助生产线，减少产品在主要生产线上的总的加工时间和工位数，提高流水线效率
7、和运行的平稳性。6.为了满足客车多品种、小批量的生产要求，同时弥补生产线工位数的减少，对生产能力的影响，应布置多条生产线并行。7.设置后备工位，对于有特殊要求、作业量教大的产品，可移至后备工位进行作业，保证生产线按节拍运行。8.主要生产线布置紧凑，采用回转式布置，有利于生产进度控制和现场管理。9.辅助生产线的布置应保证良好的作业性、安全性，保证制件运输流畅和生产、生活环境。对于客车生产厂，制造高质量车身是企业努力追求的目标。产品质量要靠工艺保证。采用新工艺、新设备、新材料和先进工艺管理是提高车身制造质量的有效方法。但车身应具有良好的制造工艺性。作为车身设计人员，在车身设计和试制阶段，对车身工艺
8、性进行反复研究，以确定良好的设计方案。第一章 车身焊接基本工艺在车身结构中，车身骨架、底架、地板支架、前后风窗框等均采用焊接结构。由于在车身结构中大量采用焊接结构，使焊接工艺在车身造中到广泛地应用。车身焊接基本工艺包括C02气体保护焊工艺和点焊工艺。C02气体保护焊主要用于车身骨架的组焊、车身底架的组焊、地板支架组焊、前后风窗框组焊等具有较高强度要求的焊接结构。点焊主要用于左、右侧围等车身外豪皮的焊接和一些冲压件的组焊，如乘客门的组焊。本章主要介绍细丝C02气体保护焊工艺和点焊工艺，此外还介绍焊缝成形和焊接接头。11 C02气体保护焊特点C02气体保护焊是一种熔化焊的焊接方法。在焊接过程中，电
9、弧是焊接热源，焊丝末端在电弧加热下形成熔滴，与部分熔化的母材金属熔融凝固形成焊缝。从焊枪喷嘴连续喷出的C02气体来排除焊接区中的空气，使电弧及焊接区的被焊金属和周围空气隔离，免受空气危害。C02气体保护焊焊接过程如图11所示。 图1 C02气体保护焊过程示意图1焊接电源；2送丝滚轮；3焊丝；4一导电嘴；5喷嘴；6C02气体；7一电弧；8一熔池；9焊缝；10一焊件；11一预热干燥器；12C02气瓶。C02气体保护焊按焊接方式分为半自动焊(焊丝自动输送，焊枪移动由手上操怍)和自动焊(焊丝输送和焊枪移动自动进行)。按采用的焊丝直径可分为细焊丝C02气体保护焊(焊丝直径小于或等于1.6毫米)和粗焊丝C
10、02气体保护焊(焊丝直径大于1.6毫米)。细焊丝C02气体保护焊主要采用短弧焊(小电流、低弧压或称短路过渡焊接)如图1-2D区，焊接薄板材料；也可采用较大电流和略高电弧电压如图1-2A区，焊接47毫米的中厚板。粗焊丝C02气体保护焊采用长弧焊(大电流、高弧压)焊接中厚板和厚板。在车身制造中，常用的C02气体保护焊是半自动细焊丝C02气体保焊，采用图I-2D区焊接规范焊接薄板材料，或采用图1-2A区焊接规范焊接中厚板。一、C02气体保护焊的工艺特点C02气体保护焊与其它焊接方法相比具有下列工艺特点：1.C02气体保护焊是一种明弧焊。焊接过程中，电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见，便于发现问题及时调
11、整，焊接过程与焊缝质量容易得到控制。图12气体保护焊时不同规范区的熔滴过渡形式和焊缝形状 2.对薄板材料焊接质量高。由于C02气体保护焊对焊件加热集中，焊接速度快，并且C02气体对焊件起一定冷却作用，所以在一定程度上防止了薄板材料的烧穿问题，并且能减小焊件变形。3.生产效率高，劳动强度低。采用细丝C02气体保护焊，焊接电流密度大，电弧热量集中，焊接速度快，焊丝没有焊药或焊剂，便于采用半自动焊和全自动焊，所以生产效率高，劳动强度低。如组焊前后围车身蒙皮，采用细丝C02气体保护焊比气焊提高工效4倍以上。4. 焊接成本低。由于C02气体价格便宜，焊前对焊件清理简单，不采用涂药焊条和焊剂，焊后不需要清
12、渣等原因，而具有较低的焊接成本。正是上述优点，在客车车身制造中C02气体保护焊已取代了手工电弧焊和气焊，成为主要的焊接方法。但C02气体保护焊也存在着明显不足，一是焊接金属飞溅较多，特别是当焊接规范参数匹配不当时，飞溅就更加严重；二是不能焊接易氧化的金属材料，并且不适宜在有风的地方施焊；三是焊接过程中弧光较强，尤其是采用大电流焊接时，电弧辐射更强，所以要十分重视劳动保护。二、C02气体保护焊的金属飞溅C02气体保护焊在焊接过程中，金属飞溅损失约占焊丝熔化金属的10左右，严重时可达3040。最佳情况下，飞溅损失可控制在24范围内。1.产生金属飞溅的原因C02气体保护焊金属飞溅问题之所以突出，它和
13、这种焊接方法的冶金特性及工艺特性有关。(1)由冶金反应引起的飞溅。主要是由于焊接过程中焊丝末端的熔滴和熔池中熔化金属的碳被C02气体分解产生的氧氧化，生成CO气体，随着温度升高，CO气体澎胀，若从熔滴或熔池中外逸受到阻碍，就可能在局部范围内爆破，产生大量的细颗粒飞溅金属。(2)由于熔滴过渡不正常引起的飞溅。在采用短路过渡焊接时，如果焊接电源动特性选择与调节不当，在液桥形成缩颈后，继续增大短路电流，必然会使缩颈处金属严重过热而产生爆炸，造成严重的金属飞溅。(3)由于焊接规范参数选择不当而引起金属飞溅。在焊接过程中，电弧电压升高，金属飞溅增加，如图1-3示。这是因为随着电弧电压升高，电弧长度增加，
14、易引起焊丝末端熔滴的长大。在长弧焊时(用大电流)，熔滴易在焊丝末端产生无规则的晃动；而短弧焊时（用小电流)，会形成粗大的液体金属过桥，这些均引起飞溅增加。2.减小飞溅的措施(1)选用含碳量低的钢焊丝。选用含碳量低的钢焊丝，能减少焊接过程中生成的CO气体，从而减少冶金反应引起的飞溅。实践证明，当焊丝中含碳量降低到0.04以下时，可以大大减少金属飞溅。(2)合理选择焊接规范参数。一般在长弧焊时，随着焊接电流的增大，过渡熔滴尺寸变细，能减少金属飞溅，如图1-4。(3)一般应选用直流反极性焊接，即焊丝为正极。选用直流反极性长弧焊时，焊丝是正极，受到电极斑点压力较小，焊丝不易产生粗大的熔滴和顶偏而产生非
15、轴向过渡，从而减少了金属飞溅。若选用正极性，需要采用活化焊丝。三、C02气体保护焊的冶金特性 C02气体在电弧高温作用下，分解产生CO和氧原子，并且温度越高，分解越强烈。C02 CO + O一般说来在焊接条件下，C02高温分解产生的CO不溶于熔化的液态金属中，也不与金属发生作用。但原子态氧活泼性强，易与合金元素产生下列化学反应，成为合金元素氧化的主要形式： Fe+O FeO Si+20 Si02 Mn+O MnO C+O CO另外，C02气体直接和金属元素作用也会引起如下一些氧化反应：C02+Fe FeO+CO2C02+Si Si02+2C0C02+Mn MnO+CO由于氧化作用而生成的FeO能大量溶于熔池金属中，使焊缝金属产生气孔及夹渣等缺陷。其次，锰、硅等合金元素氧化生成MnO与SiO2，虽然可成为熔渣浮到熔池表面，但却减少了焊缝金属中这些合金元素的含量，使焊缝金属的机械性能降低。碳被氧化生成的CO气体会增大金属飞溅，并且可能在焊缝金属中生成气孔。另外，碳的大量烧损也降低焊缝金属的机械性能。因而在C02气体保护焊时，为了防止大量生成FeO和合金元素的烧损，避免焊缝金属产生气孔和降低机械性能，通常要在焊丝中加入足够数量的脱氧元素。焊丝的化学成分如表1
