1.3 汽车车身对制造工艺的需求

汽车车身制造的冲压工艺、装焊工艺、涂装工艺和总装工艺并称为四大工艺技术。

（1）冲压工艺

目前，在汽车制造工艺中有60%～70%的金属零部件需通过冲压加工成形，冲压件在汽车上的应用非常广泛。冲压成形工艺是一种先进的金属加工工艺方法，其是建立在金属塑性变形的基础上，在常温条件下利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件（冲压件）。

板料、模具和冲压设备是冲压生产的三大要素，为了获得质优价廉的冲压件，必须提供优质的板料、先进的模具和性能优良的冲压设备；还应该掌握板料的成形性能和变形规律，设计并制造出各种精密的复杂模具，生产出各种满足工艺要求的通用和专用冲压设备。例如，电动汽车车身上的充电插口制造工艺就需要在传统冲压工艺和模具上进行改进创新，目前已有一片式前翼子板、分片式前翼子板的制造工艺，应用的斜楔技术可以在原有翼子板模具上进行改型，能够简化工艺过程、模具设计和制造过程，减少对模具的投资并提高生产率。

汽车覆盖件总成是指覆盖汽车发动机、底盘，构成驾驶室和车身的薄钢板冲压成形的表面零件（称外覆盖件）和内部覆盖件（称内覆盖件），是汽车车身重要而又相对独立的部件，主要由冲压工艺加工成形。随着轻量化技术成为汽车设计的核心技术，汽车覆盖件不仅需要一定的安全性、经济性、美观性及耐蚀性，还要尽可能地轻量化，具体要求如下：

1）较好的表面质量。汽车覆盖件的表面既要有流线美感，又不能出现波纹、褶皱、凹陷等缺陷，还要满足表面漆涂装要求。

2）较精确的尺寸形状。汽车覆盖件为复杂的立体几何空间曲面形状，需要有较高的尺寸形状精度，以便满足汽车批量制造的统一性，同时还要满足流线型机器人等的装配需求。

3）具有一定的刚度和强度。汽车覆盖件既需要一定的强度以抵御外来力量防止产生变形，又需要有一定的刚度避免受到振动后产生噪声及损坏。

4）合理的工艺性。合理的工艺性是在一定生产条件下，能够较容易地安排相关工艺设计，包含模具设计、冲压工艺、板材选取等，能够既经济安全又稳定地获得高质量产品。在满足需求的前提下，有效降低汽车制造成本。

（2）装焊工艺

在汽车工业中，汽车车身装焊技术占有重要地位。车身制造与一般的机械制造不同，车身几乎全部由冲压件焊接而成，车身焊接的质量将直接影响零部件装配的稳定性及整车的安全性能。

车身焊接常称为装焊，是将冲压零件组装、焊接成符合产品设计要求的白车身。车身焊装的过程为：首先将整个车身分成总成进行装焊，如底板总成、发动机舱总成、左侧和右侧总成、后围总成、顶盖总成、左车门和右车门总成、发动机罩总成、行李舱盖总成、左翼子板和右翼子板总成等，然后将这些总成装焊为白车身。小总成一般在单机上装焊，大总成和车身焊装在流水线上完成。

近些年来，社会各界对能源短缺、节能减排等问题愈发关注，现代汽车在功能、结构等方面都在不断升级，车身装焊技术和相关工艺正面临着更大的挑战。在这一大背景下，除了目前应用较多的电阻焊和二氧化碳气体保护焊技术，许多新型的装焊技术、工具应运而生，如搅拌摩擦焊接、电子束焊接、超声波金属焊接、一体式焊接钳、焊接机器人等，这些新的发明和创造无疑推动了汽车车身装焊技术的发展。

除此之外，在装焊生产过程中，焊接所需的工时较少，而大部分加工时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大地影响着焊接的生产速度。为此，必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的智能化装配焊接工艺装备，例如自动焊机、焊接机器人等。此外，在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量、减轻工人的劳动强度、加速焊接生产机械化及自动化进程等方面起着非常重要的作用。

（3）涂装工艺

作为日常耐用品，汽车外观要求色泽艳丽且经久不变，这不仅是汽车质量的一个标志，而且也有装饰美化的作用，提高了使用效果和商品价值。汽车涂装是提高汽车耐蚀性及装饰性的最有效和最经济的方法，是汽车车身制造工艺的一个重要方面。

轿车、客车车身和货车驾驶室的涂装不仅要求装饰性高，还要求有良好的力学性能和较高的耐蚀性。装饰性要求包括涂层光亮、平滑、丰满、美感好等。为了适应汽车行驶中的振动和应变，要求涂层具有一定的硬度、良好的韧性和耐磨性。耐蚀性要求包括外观锈蚀、穿孔腐蚀、结构损坏腐蚀等出现时的使用时间。此外还要求能耐汽油﹑机油和沥青等的腐蚀，在这些介质中浸泡一定的时间不产生软化、变色、失光、溶解或印斑等现象，并要求与清洗剂、肥皂等接触后不留痕迹等。

同时，为适应汽车车身结构材料轻量化的发展趋势，高强度钢、铝合金车身及复合材料逐渐被普及应用，这使得汽车涂料水性化、高固体分化、粉末化成为主要发展趋势。其中，多材料共线涂装的低温涂料成为新能源涂装的主力军。水性涂料成为新能源汽车涂装的一大重要突破，但涂层缺陷问题仍是工艺痛点。例如：车辆零部件涂装过程中，由于环境问题、使用不当或者基材涂装前处理不当等，易出现局部涂装小缺陷问题；新车运输过程中，难免会有一些漆膜剐蹭问题，这些漆面虽然损伤较小，但影响了美观；电动汽车行驶过程中，同样也需要面对各种环境挑战，日晒、雨淋、石击等都会给车身漆膜带来威胁。因此，涂层缺陷是一个亟待解决的重要问题。

（4）总装工艺

汽车总装工艺在机械化的流水生产线上完成，主要包括汽车总成部件的配送、装配、车身的输送及汽车整车的下线检测等内容。为了提高汽车整车的装配效率，通常在汽车总装线的旁边设置若干个汽车主要总成部件的分装线，如内饰线、车身合装线、机械分装线、动力总成分装线、车门分装线、车桥分装线、仪表总成分装线等。总装工艺的装配特点如下：

1）零件种类多、数量大（约1万左右）。

2）车辆总装工作量占全部制造工作量的20%～25%，作业内容除发动机、传动系、车身、悬架、车轮、转向系、制动系、空调系之外，还有大量内外饰件、线束、软硬管、玻璃、各类油液加注等。

3）根据轿车的结构特点，大多数为承载式车身，其装配特点是以车身为装配基础件，所有总成零件都依附在车身上。

电动汽车在整车车身的制造上，与传统汽车的车身差别不大，通常还是需要冲压、焊装及涂装等工艺及相应的设备和输送装置。由于电动汽车的结构变化，电动汽车装配线的工艺变化最为突出，主要为一些新增的电驱动部件和高压部件的装配导致工艺上的变化。与传统汽车相比，在电动汽车中，电机系统涉及电机控制系统、机械减速及传动装置等部件的制造，以及电池模组和电池包的装配工艺。在总装配工艺流程中主要的变化是需相应地安排电池、电机、电控装置及高压线束等新增零部件的装配以及电动空调、电动助力转向系统等电驱动的其他汽车零部件的装配工序和相应的工装。在整车检测上，电动汽车新增了电驱动系统及高压电系统的检测等，加强了电性能和电安全性的检测。

总装工艺是汽车生产过程中最终成品组装的环节，其工艺流程需要较高的技术、技能和经验，这一过程需要所有汽车制造商严格遵循标准、技术和流程。只有这样，才能确保生产的汽车具有高质量，保证汽车制造商与消费者之间的有效交流，确保汽车的安全性能和高质量的体验感。

本书主要对车身用材料、冲压工艺、装焊工艺和涂装工艺展开介绍。