焊装的基本概念及基础介绍焊装的基本概念及基础介绍一、焊接技术及焊装生产线的发展汽车车身是汽车总体的主要组成部分之一。

它是具有复杂型面的壳体零件，是由数百件薄板冲压件通过焊接、铆接或机械连接等工艺方法构成一个完整的白车身车体。

其中焊接是最主要的连接方法。

一般车身有3000-5000个焊点，有几米长的缝焊。

它直接影响着车身质量、生产效率和经济性。

因而提高装配精度和焊接质量是白车身制造的核心工作。

焊接技术水平的高低标志着一个国家汽车工业的技术水平。

在工业发达的汽车大国，焊接技术研制与开发已形成一个相对独立的专业，规模大；水平高；焊接工艺装备的设计与制造已形成了标准化、系列化、通用化。

而在我国则还没有统一的摸式和标准，只是根据具体车型的结构特点、生产纲领、工艺编排和生产环境等综合条件自行设计与制造。

就目前我国汽车生产规模和水平，决定了焊接工装的功能、摸式、结构等均大同小异，具有许多共性。

焊接工装的设计与制造依据是车身产品。

车身产品的描述方式随着科学技术的发展而变化的。

从我国车身制造技术发展的历史来看，九十年代以前，产品开发部门对工装设计是以提供二维车身产品图纸的方式为设计依据的，设计者从图纸上截取焊接夹具定位型面的数据。

而对工装制造是以车身主模型实物的方式为制造依据的。

焊接夹具定位型面的空间尺寸是以主模型翻制的工艺模型为依据在靠模铣上加工出来的。

九十年代后，计算机设计与制造技术在各行各业得到广泛应用，特别是95年以来，随着软件技术、网络工程、电子技术等在国内的迅速发展，产品开发部门将车身产品用三维数字表达，以数学模型方式提供给工装设计制造部门，设计者以产品三维数学模型为依据，通过将CATIA三维设计软件引入焊装设计领域，使焊装设计实现了从二维向三维的跨越，全面实现了焊装项目的三维实体设计，从而为用户提供完整的白车身工装产品。

今后，随着我们将达索公司的DELMIA软件引进焊装工艺规划领域，使我们能真正在统一的三维平台上进行焊装工艺规划、结构设计、工艺资源仿真等各项工作，真正实现焊装产品规划、设计、仿真的数字化集成。

二、焊接夹具的分类及组成把车身冲压件在一定的工艺装备中定形、定位并夹紧，组合成车身分总成及总成，同时利用焊接的方法使其形成整体的过程称为装焊过程。

它是车身的装配和焊接连续进行的一个过程。

装焊过程所使用的夹具称为焊接夹具。

焊接夹具是随着焊接方法发明创造后，焊接结构大量涌现而逐渐形成和发展起来的。

在装焊过程中，特别是对有互换要求或有配合关系的焊接总成，必须用焊接夹具或样板来确定车身的形状、空间尺寸和相互位置。

由于汽车产品的形式与种类繁多，在装焊过程中使用的夹具种类和要求也不一样，因而对生产各种车型的夹具在方案和结构上有着较大的差别。

1、焊接夹具的分类夹具基本上可以分为两大类：一类为通用夹具，是机床附带的可加工多种零件用的通用性夹具，另一类是专用夹具，是为加工某种制件为目的，特殊设计和制造的夹具。

有专用焊机上的专用夹具和不与焊机相配，只是通过某种焊接工艺方法焊接某合件用的专用焊接夹具，它与焊机的联系不是十分紧密。

在成批或大量流水生产中均采用了大量的专用夹具焊接夹具可按焊接工艺方法，夹具的结构、动力来源及生产方式的不同进行分类。

1.1、按焊接工艺方法分类1.1.1、电阻焊夹具制件通过正确定位、夹紧后，采用电阻焊的工艺方法，即利用电流通过焊件时产生的电阻热加热被焊件进行焊接的方式，有点焊、凸焊、缝焊及对焊。

用此类焊接方法焊出的制件焊接变形小，多用于薄板件的焊接上。

在汽车车身制造中大量的采用了该种工艺方法。

夹具的分类是：总装用焊接夹具分总成用焊接夹具点焊夹具合件装配焊接夹具多点焊机焊接夹具焊接样板电阻焊夹具凸焊夹具（又称“T”型焊夹具）缝焊夹具对焊夹具1.1.2、摩擦焊夹具摩擦焊是热源来自两工件的相对运动（通常是相对旋转）。

很大的接触压力和高速的相对旋转使焊接界面迅速加热到焊接温度。

并产生塑性流动，然后由于相互顶锻而形成牢固的接头。

摩擦焊在摩擦过程中，能较好地清除氧化层及夹杂物，焊接表面不易被氧化，组织细密，接头质量高，设备功率小，节省电能。

焊接过程中，焊件需要一定的摩擦压力及顶锻压力，因此要求夹具有较大的夹紧力。

1.1.3、弧焊夹具制件通过正确定位、夹紧后，采用弧焊的工艺方法将被焊件连接起来，所用的夹具为弧焊夹具。

在施焊过程夹具不是受任何外力，但有金属飞溅物溅在夹具上，因此在设计夹具时应注意考虑夹具的保护，尤其是夹具的活动部分必须保护。

另外还应考虑它的导电及引弧。

在焊接过程制件的焊缝中受热集中会产生一定的焊接变形，工艺上可采取一定的措施减小其变形。

在设计夹具时同样要注意这一问题。

1.2、按夹具的结构分类1.2.1、旋转式夹具绕机床主轴旋转的夹具。

如：摩擦焊夹具。

1.2.2、回转式夹具用人工推动夹具工作台绕某一轴转动。

（可分别绕水平轴或垂直轴转动，也可同时既绕水平轴又绕垂直轴转动。

）或通过回转动力、分度机构来实现夹具工作台自动旋转的夹具。

如：焊接转台、凸焊多工位专用机床中成套的焊接夹具。

1.2.3、固定式夹具夹具工作台是固定不动的。

制件的定位、夹紧可采用手动或气动。

工人可绕夹具工作台四周施焊，或者与自动焊接装置、机器人等自动焊接设备匹配使用。

1.2.4、摆动式夹具夹具的工作台可以摆动。

一般是两个位置，使焊缝处于施焊的最佳位置。

1.2.5、移动式夹具夹具底架地脚处装有滚轮，夹具无固定位置，可根据生产要任意移动位置。

很方便灵活。

在中、小批量生产中很适用。

1.3、按动力来源分类1.3.1、手动夹具夹具的夹紧及操作件全部由工人手动操作。

多有用于中、小批量生产及简易夹具。

1.3.2、气动夹具夹具的夹紧件全部或绝大部分是采用压缩空气，气缸来完成动作的，可设计成一个气缸带动多个夹头同时动作的连动夹紧机构，也可以是一个气缸带动单个夹紧器动作，在成批，大量生产中应用极为广泛。

1.3.3、液压夹具夹具的操作件及运动件的动作用中，高压油作动力，有独立的液压站。

一般用于大型工作台及焊接装置上，它的压力大，动作平稳。

1.3.4、气动、液压夹具动力源是气动、液压兼有。

为获得较大的压力采用气顶油的扩力装置。

1.3.5、电磁夹具靠电磁力将所焊接装配的制件夹紧。

1.3.6、真空夹具采用真空吸盘夹紧制件。

1.4、按生产方式分类1.4.1、装配台式夹具车身总成的主要装配焊接工作量是在一台总装夹具上完成的。

构成车身零件、合件、分总成依次装到夹具上它们的定位和夹紧只进行一次，直至车身总成的主要装配焊接工作完毕才从夹具上取下来，夹具是固定的装配台。

适于用单件、小批量生产。

1.4.2、随行夹具在大流水生产中由数台完全相同的夹具组成一条封闭式的多工位装焊生产线，所有夹具均随生产线而移动，生产线每移动一个工位便可向同样的总装夹具上装配不同的零件、合件及分总成，并完成不同的焊接工作。

夹具沿生产线每循环一周即可在夹具上完成一个总成。

这类随行夹具要求在各个夹具上能装出同样的具有互换性要求的总成件。

1.4.3、流水生产线上夹具在一条生产线上由多种不同夹具组成，制件随生产线移动，夹具固定不动，每台夹具所完成的工序内容不同，制件经过每台夹具时均需完成制件在该夹具中的定位夹紧。

属于“多次性”装配定位的夹具。

2、焊接夹具的组成一套完整的焊接夹具不论它是由多少零件组成，结构多么复杂，按其功能都能归纳成以下几部分：定位装置、夹紧装置、辅助装置、夹具体。

这几部分不一定每套夹具全部具有。

各部分功能如下。

2.1、定位装置它是与制件上某部分直接接触的元件或部件，它将按所要制造产品的技术要求限制制件在夹具上，它是保证制造出具有互换性的合格产品的关键部分。

2.2、夹紧装置工件在夹具的夹紧和定位是密切相关的，当制件正确定位后，紧接着就是如何正确夹紧。

在考虑设计夹紧装置时，首先要合理选择夹紧点、夹紧力的作用方向和正确确定夹紧力，然后设计适合的夹紧机构予以保证。

夹紧装置一般由夹紧元件、中间递力机构和力源机构组成。

以结构简单、动作迅速，从自由状态到夹紧仅需几秒钟为特点。

其功能如下:2.2.1、夹紧元件：通过它和制件受压面的直接接触来完成夹紧作用，是夹紧装置的最终执行元件。

2.2.2、力传递机构：它是把力源机构的夹紧作用力传递给夹紧元件，然后由夹紧元件最终完成对工件的夹紧。

其功能为：改变夹紧力的方向；改变夹紧力的大小；保证夹紧机构的工作安全可靠，必须有自锁性能，以便在夹紧作用力一旦消失后，仍能使整个系统处于可靠的夹紧状态。

2.2.3、力源机构：它是产生夹紧作用力的动力机构。

可以是气缸、油缸和人工。

它将制件牢牢地夹在定位元件上或其它支撑元件上，保证制件在焊接过程中不能脱离定位面，制件与定位面之间不能产生相对运动。

2.3、辅助装置除定位、夹紧以外的元件或装置，如：装配工件防失误装置、举升装置、限位装置、保护装置、绝缘装置、移动装置等和水、电器回路，气液动力元件。

它们的功能已在它们的名称中体现。

2.4、夹具体它是焊接夹具的基础部件。

所有的装置均安装在其表面，因此夹具体是定位装置的测量基准又是所有装置的安装基准。

它的质量直接影响定位装置的精度，从而影响整套夹具的精度。

因此对工作台工作平面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求。

三、焊接夹具的特点制件在夹具中安装包括定位和夹紧两个过程。

制件的定位就是使同一批制件逐次放置到夹具中都能占据同一位置。

焊接夹具设计同机床夹具设计一样，定位原理和夹紧原则是相同的。

机床夹具是用于切削加工中，而焊接夹具是用于装配焊接。

根据使用要求的不同，设计夹具时有它共同的一面，都同样遵循着六点定位原理，也有其特殊的一面，归纳起来焊接夹具有如下特点：1、焊接夹具是将两个或两个以上的制件准确定位、夹紧后用某种焊接方法将制件焊成一个整体。

在这一过程中无振动，一般夹具不需要承受很大的外力。

但是，如果采用多点焊接工艺或用反作用焊枪焊接工件时，夹具需要承受焊枪的压力。

2、焊接夹具的使用是将两个或两个以上的制件分别放入夹具中。

制件定位、夹紧后用某种焊接工艺方法将制件焊成一个整体的总成件。

被焊总成的制件一般都是按顺序装配，因此每个制件要求有自身独立的定位、夹紧装置，经焊接后几个制件连成一个整体。

夹具应满足制件可单件放入，焊接后的总成件能从夹具中方便的取出。

3、车身覆盖件和内部结构件是薄钢板采用冲压工艺制成的壳体制件，其结构复杂，多为空间曲面曲线，刚性差容易变形。

夹具在制件的若干个断面设立定位、夹紧点，以保证制件正确的空间位置。

4、焊接夹具应保证有足够的焊接空间和较好的焊接可见性，以使工人操作安全、方便。

特别是有转动和移动的夹具，要使工人有足够的空间操作，以免出现人身事故。

5、夹具应该最大限度满足焊接工艺的要求。

不但制件的装、卸要方便，而且在施焊过程中能得到最佳的焊接位置。