1.3 汽車車身對制造工藝的需求

汽車車身制造的沖壓工藝、裝焊工藝、涂裝工藝和總裝工藝并稱為四大工藝技術。

（1）沖壓工藝

目前，在汽車制造工藝中有60%～70%的金屬零部件需通過沖壓加工成形，沖壓件在汽車上的應用非常廣泛。沖壓成形工藝是一種先進的金屬加工工藝方法，其是建立在金屬塑性變形的基礎上，在常溫條件下利用模具和沖壓設備對板料施加壓力，使板料產生塑性變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件（沖壓件）。

板料、模具和沖壓設備是沖壓生產的三大要素，為了獲得質優價廉的沖壓件，必須提供優質的板料、先進的模具和性能優良的沖壓設備；還應該掌握板料的成形性能和變形規律，設計并制造出各種精密的復雜模具，生產出各種滿足工藝要求的通用和專用沖壓設備。例如，電動汽車車身上的充電插口制造工藝就需要在傳統沖壓工藝和模具上進行改進創新，目前已有一片式前翼子板、分片式前翼子板的制造工藝，應用的斜楔技術可以在原有翼子板模具上進行改型，能夠簡化工藝過程、模具設計和制造過程，減少對模具的投資并提高生產率。

汽車覆蓋件總成是指覆蓋汽車發動機、底盤，構成駕駛室和車身的薄鋼板沖壓成形的表面零件（稱外覆蓋件）和內部覆蓋件（稱內覆蓋件），是汽車車身重要而又相對獨立的部件，主要由沖壓工藝加工成形。隨著輕量化技術成為汽車設計的核心技術，汽車覆蓋件不僅需要一定的安全性、經濟性、美觀性及耐蝕性，還要盡可能地輕量化，具體要求如下：

1）較好的表面質量。汽車覆蓋件的表面既要有流線美感，又不能出現波紋、褶皺、凹陷等缺陷，還要滿足表面漆涂裝要求。

2）較精確的尺寸形狀。汽車覆蓋件為復雜的立體幾何空間曲面形狀，需要有較高的尺寸形狀精度，以便滿足汽車批量制造的統一性，同時還要滿足流線型機器人等的裝配需求。

3）具有一定的剛度和強度。汽車覆蓋件既需要一定的強度以抵御外來力量防止產生變形，又需要有一定的剛度避免受到振動后產生噪聲及損壞。

4）合理的工藝性。合理的工藝性是在一定生產條件下，能夠較容易地安排相關工藝設計，包含模具設計、沖壓工藝、板材選取等，能夠既經濟安全又穩定地獲得高質量產品。在滿足需求的前提下，有效降低汽車制造成本。

（2）裝焊工藝

在汽車工業中，汽車車身裝焊技術占有重要地位。車身制造與一般的機械制造不同，車身幾乎全部由沖壓件焊接而成，車身焊接的質量將直接影響零部件裝配的穩定性及整車的安全性能。

車身焊接常稱為裝焊，是將沖壓零件組裝、焊接成符合產品設計要求的白車身。車身焊裝的過程為：首先將整個車身分成總成進行裝焊，如底板總成、發動機艙總成、左側和右側總成、后圍總成、頂蓋總成、左車門和右車門總成、發動機罩總成、行李艙蓋總成、左翼子板和右翼子板總成等，然后將這些總成裝焊為白車身。小總成一般在單機上裝焊，大總成和車身焊裝在流水線上完成。

近些年來，社會各界對能源短缺、節能減排等問題愈發關注，現代汽車在功能、結構等方面都在不斷升級，車身裝焊技術和相關工藝正面臨著更大的挑戰。在這一大背景下，除了目前應用較多的電阻焊和二氧化碳氣體保護焊技術，許多新型的裝焊技術、工具應運而生，如攪拌摩擦焊接、電子束焊接、超聲波金屬焊接、一體式焊接鉗、焊接機器人等，這些新的發明和創造無疑推動了汽車車身裝焊技術的發展。

除此之外，在裝焊生產過程中，焊接所需的工時較少，而大部分加工時間是用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大地影響著焊接的生產速度。為此，必須大力推廣使用機械化和自動化程度較高的智能化裝配焊接工藝裝備，例如自動焊機、焊接機器人等。此外，在現代焊接生產中積極推廣和使用與產品結構相適應的工裝夾具，對提高產品質量、減輕工人的勞動強度、加速焊接生產機械化及自動化進程等方面起著非常重要的作用。

（3）涂裝工藝

作為日常耐用品，汽車外觀要求色澤艷麗且經久不變，這不僅是汽車質量的一個標志，而且也有裝飾美化的作用，提高了使用效果和商品價值。汽車涂裝是提高汽車耐蝕性及裝飾性的最有效和最經濟的方法，是汽車車身制造工藝的一個重要方面。

轎車、客車車身和貨車駕駛室的涂裝不僅要求裝飾性高，還要求有良好的力學性能和較高的耐蝕性。裝飾性要求包括涂層光亮、平滑、豐滿、美感好等。為了適應汽車行駛中的振動和應變，要求涂層具有一定的硬度、良好的韌性和耐磨性。耐蝕性要求包括外觀銹蝕、穿孔腐蝕、結構損壞腐蝕等出現時的使用時間。此外還要求能耐汽油﹑機油和瀝青等的腐蝕，在這些介質中浸泡一定的時間不產生軟化、變色、失光、溶解或印斑等現象，并要求與清洗劑、肥皂等接觸后不留痕跡等。

同時，為適應汽車車身結構材料輕量化的發展趨勢，高強度鋼、鋁合金車身及復合材料逐漸被普及應用，這使得汽車涂料水性化、高固體分化、粉末化成為主要發展趨勢。其中，多材料共線涂裝的低溫涂料成為新能源涂裝的主力軍。水性涂料成為新能源汽車涂裝的一大重要突破，但涂層缺陷問題仍是工藝痛點。例如：車輛零部件涂裝過程中，由于環境問題、使用不當或者基材涂裝前處理不當等，易出現局部涂裝小缺陷問題；新車運輸過程中，難免會有一些漆膜剮蹭問題，這些漆面雖然損傷較小，但影響了美觀；電動汽車行駛過程中，同樣也需要面對各種環境挑戰，日曬、雨淋、石擊等都會給車身漆膜帶來威脅。因此，涂層缺陷是一個亟待解決的重要問題。

（4）總裝工藝

汽車總裝工藝在機械化的流水生產線上完成，主要包括汽車總成部件的配送、裝配、車身的輸送及汽車整車的下線檢測等內容。為了提高汽車整車的裝配效率，通常在汽車總裝線的旁邊設置若干個汽車主要總成部件的分裝線，如內飾線、車身合裝線、機械分裝線、動力總成分裝線、車門分裝線、車橋分裝線、儀表總成分裝線等。總裝工藝的裝配特點如下：

1）零件種類多、數量大（約1萬左右）。

2）車輛總裝工作量占全部制造工作量的20%～25%，作業內容除發動機、傳動系、車身、懸架、車輪、轉向系、制動系、空調系之外，還有大量內外飾件、線束、軟硬管、玻璃、各類油液加注等。

3）根據轎車的結構特點，大多數為承載式車身，其裝配特點是以車身為裝配基礎件，所有總成零件都依附在車身上。

電動汽車在整車車身的制造上，與傳統汽車的車身差別不大，通常還是需要沖壓、焊裝及涂裝等工藝及相應的設備和輸送裝置。由于電動汽車的結構變化，電動汽車裝配線的工藝變化最為突出，主要為一些新增的電驅動部件和高壓部件的裝配導致工藝上的變化。與傳統汽車相比，在電動汽車中，電機系統涉及電機控制系統、機械減速及傳動裝置等部件的制造，以及電池模組和電池包的裝配工藝。在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應地安排電池、電機、電控裝置及高壓線束等新增零部件的裝配以及電動空調、電動助力轉向系統等電驅動的其他汽車零部件的裝配工序和相應的工裝。在整車檢測上，電動汽車新增了電驅動系統及高壓電系統的檢測等，加強了電性能和電安全性的檢測。

總裝工藝是汽車生產過程中最終成品組裝的環節，其工藝流程需要較高的技術、技能和經驗，這一過程需要所有汽車制造商嚴格遵循標準、技術和流程。只有這樣，才能確保生產的汽車具有高質量，保證汽車制造商與消費者之間的有效交流，確保汽車的安全性能和高質量的體驗感。

本書主要對車身用材料、沖壓工藝、裝焊工藝和涂裝工藝展開介紹。