汽車輕量化是整個(gè)汽車市場(chǎng)的需求，輕量化的存在促使各大汽車廠商尋找新型金屬材料（如鋁材、鋁合金、鎂合金、碳纖維等）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼材。因此，新時(shí)代的焊裝行業(yè)需要更多新焊接技術(shù)的介入。今天以汽車輕量化先導(dǎo)的Tesla為例，探索Tesla純鋁時(shí)代的白車身焊接工藝。

我們先了解下各分拼線（機(jī)艙線、地板線、門蓋線、側(cè)圍線）的結(jié)構(gòu)及主要焊接工藝。

1、機(jī)艙總成

圖1-1機(jī)艙總成結(jié)構(gòu)圖

特斯拉機(jī)艙全鋁制車型的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋼制車型結(jié)構(gòu)差別不大，基本上由前輪罩、前縱梁及水箱支架組成；但其中前輪罩、前縱梁和水箱支架均采用鋁型材一體成型，零件強(qiáng)度、硬度、抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度都比普通鋼板焊接而成的大。

                                           圖1-3冷金屬過渡技術(shù)（CMT advance）焊接

由于鋁制車型的金屬特性，傳統(tǒng)的CO2焊接不能保證板材焊接的質(zhì)量。因此，焊接鋁制車身需采用一種新的焊接方式：冷金屬過渡技術(shù)（CMT advance），能實(shí)現(xiàn)無飛濺焊接、0.3mm薄板焊接且變形小，具備良好的搭橋能力。

2.地板總成

圖2-1地板總成結(jié)構(gòu)圖

特斯拉鋁制后地板的結(jié)構(gòu)跟傳統(tǒng)鋼制車型結(jié)構(gòu)差別不大，基本上由后輪罩、后縱梁、后圍板、面板組成；面板部分，分為兩大塊（前面板和后面板）。其中后縱梁和后輪罩均采用鋁型材。

3.門蓋總成

特斯拉鋁制門蓋總成與傳統(tǒng)鋼制車型結(jié)構(gòu)差別不大，基本上由車門內(nèi)板、車門外板、車門骨架組成

圖3-1門蓋機(jī)器人工作站

圖3-2 四面胎盤工作流程

上圖3-1中紅框?yàn)樗拿嫣ケP；其工作流程如圖3-2

步驟1：人工安裝后門蓋外板到夾具；

步驟2：旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)胎盤到位，ROB1進(jìn)行抓件固定焊接和涂膠并安裝工件到夾具；

步驟3：旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)胎盤到位，ROB2、3進(jìn)行扣合和滾邊；

步驟4：旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)胎盤到位，ROB4抓取工件下線。

圖3-3機(jī)器人滾邊

除了人工安裝內(nèi)板，門蓋總成所需要的焊接、涂膠、扣合和滾邊均以機(jī)器人完成。

4.側(cè)圍總成

圖4-1側(cè)圍總成結(jié)構(gòu)

特斯拉鋁制側(cè)圍總成與傳統(tǒng)鋼制車型結(jié)構(gòu)差別不大，基本上由后輪罩總成、上邊梁、A柱內(nèi)板、B柱內(nèi)板、側(cè)圍外板組成。 

圖4-2側(cè)圍內(nèi)板焊接位置

通過機(jī)器人焊接B柱與上邊梁搭接位置、后輪罩與上邊梁搭接位置、A柱與上邊梁搭接位置及其他小件，從而形成俗稱的側(cè)圍內(nèi)板。

圖4-3側(cè)圍內(nèi)外板抓取結(jié)合

圖4-4側(cè)圍內(nèi)外板焊接結(jié)合

通過搬運(yùn)機(jī)器人將側(cè)圍內(nèi)板安裝到夾具，通過焊接最終形成側(cè)圍總成。

圖4-5側(cè)圍內(nèi)外板鎖鉚鉚接

圖4-6側(cè)圍拉鉚鉚接位置

當(dāng)焊接到鋁制車型側(cè)圍內(nèi)外板連接點(diǎn)時(shí)，由于連接點(diǎn)需要良好的密封性、高的拉伸強(qiáng)度屈服強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)疲勞表面平整，因此需要利用自沖鉚接（SPR）達(dá)到效果。

各分拼總成件完成焊接最后匯集來到焊裝車間的核心地帶：主線

下車身總拼工位

圖5-1機(jī)器人從滑撬庫(kù)中抓取滑撬

圖5-2機(jī)器人抓取滑撬放到滾床上

圖5-3機(jī)器人弧焊焊接下車身骨架

各分拼線的搬運(yùn)機(jī)器人將地板總成和機(jī)艙總成搬運(yùn)到帶變位機(jī)的夾具工位上，弧焊機(jī)器人通過冷金屬過渡技術(shù)（CMT advance）焊接完成后得到下車身骨架。

圖5-4搬運(yùn)機(jī)器人抓取下車身骨架放置滑撬上

圖5-5下車身骨架隨滑撬滑到下個(gè)工位

圖5-6機(jī)器人抓取面板安裝到下車身總成上

圖5-7通過自沖鉚接（SPR）將面板與車身骨架搭接起來；能更好地提高連接點(diǎn)拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度；

圖5-8機(jī)器人抓取前圍板安裝到下車身總成，再由裝載鋁電阻焊（RSW）焊槍的伺服機(jī)器人對(duì)下地板焊接；機(jī)器人抓手均使用定位抓手，此做法可以減少夾具制造成本并且能實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)定位一體化

圖5-9最后通過冷金屬過渡技術(shù)（CMT advance）及鋁電阻焊（RSW）完成下車身總成其他焊接點(diǎn)的連接

主線總拼工位

圖6-1 人工取涂膠焊槍為側(cè)圍涂膠

圖6-2 操作工將已經(jīng)涂膠完成的側(cè)圍安裝到側(cè)圍夾具上

圖6-3 搬運(yùn)機(jī)器人將側(cè)圍總成搬運(yùn)到主線總拼工位

圖6-4搬運(yùn)機(jī)器人通過行走軸將側(cè)圍總成從人工上件口抓取側(cè)圍安裝到總拼工位

圖6-5側(cè)圍搬運(yùn)完成后，機(jī)器人通過自動(dòng)化切換器（ATC）切換焊槍

圖6-6機(jī)器人抓取頂蓋三橫梁安裝到車身上

圖6-7機(jī)器人切換為焊槍后進(jìn)行定位焊接

圖6-8搬運(yùn)機(jī)器人將側(cè)圍夾具搬走

搬運(yùn)機(jī)器人通過行走軸將側(cè)圍夾具運(yùn)到上件工位，其余機(jī)器人通過ATC切換焊槍后繼續(xù)焊接；由于焊接鋁制車身需要大量不同的焊接工藝（如RSW、Delta Spot），因此工位采用大量ATC切換工具進(jìn)行焊槍切換和抓手切換，此做法可減少整線機(jī)器人數(shù)量，同時(shí)增加焊接工藝的使用。

圖6-8當(dāng)焊接側(cè)圍與車身總成時(shí)，需要使用到自身鉚接（SPR），此種鉚接方式可以提高連接點(diǎn)拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度

圖6-9帶式電極點(diǎn)焊槍（Delta Spot）焊接

為解決焊接鋁制金屬點(diǎn)焊焊槍容易從母材上沾到材料的問題，確保側(cè)圍外觀表面潔凈，使用帶式電極點(diǎn)焊槍（Delta Spot）可確保焊接穩(wěn)定性及低能耗。

圖6-10最后通過補(bǔ)焊工位焊接后，獲得白車身總成

經(jīng)過以上對(duì)Tesla Model S白車身結(jié)構(gòu)及焊接的了解，我們可以對(duì)新型材料鋁材的白車身焊接工藝有初步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，鋁材焊接所采用的新焊接技術(shù)如冷金屬過渡技術(shù)（CMT advance）、鋁電阻焊（RSW）、自身鉚接（SPR）及帶式電極點(diǎn)焊槍（Delta Spot）等也需要白車身工藝人員掌握更多的知識(shí)與技能。