汽车后流水槽区域感官品质提升方法研究

为了提高汽车侧围后流水槽区域的精致性和客户感知品质，本文分析了侧围后流水槽区域感官质量差产生的原因，并针对不同形式的产品结构和焊接工艺方式进行优化分析，同时利用AutoForm R7 对侧围和后流水槽钣金零件进行冲压仿真模拟分析，经过多轮的优化分析并将分析结果应用于实际生产制造调试，最终制造出质量和精度均合格的侧围和后流水槽零件，提高了侧围后流水槽区域的整体品质和客户感知质量。

随着汽车行业不断发展，市场上的车型越来越多，竞争日益加剧，高颜值、高品质、高性价比等依然是广大消费者购车时考虑的重要因素，而整车的外观品质更是吸引消费者眼球的关键所在。侧围外板作为汽车白车身上最大且最复杂的外覆盖件，是通过板料放置于模具上冲压成形生产制造出来的，其生产制造难度和质量精度要求是最高的，其成形质量的好坏直接影响到整车装配质量以及开发进度。侧围后流水槽区域作为打开尾门可见区域，其成形质量的好坏直接影响到该区域的精致性和美观性，从而影响消费者对整车的客户感知和购买欲望。

产品结构分析

某车型侧围后流水槽区域局部结构如图1 所示，产品结构设计的焊点是位于侧围翻边和后流水槽翻边搭接处，无法被D 柱饰板挡住，实车效果如图2 所示。打开尾门后可以清楚地看到侧围的翻边，边界存在多处缺口、翻边面不平整等问题。此外采用点焊工艺，当点焊工艺用在可见面上时，焊点会出现扭曲、成形不良、焊点间距不均匀等问题，因此需要对侧围后流水槽区域进行优化。

图1 某车型侧围后流水槽区域产品结构图

图2 侧围后流水槽区域实车效果图

优化方案确定

焊接方式优化

采用激光钎焊进行焊接，激光钎焊的原理是通过激光加热钎料使之熔化而充分填充焊缝的一种技术。其优点是焊接时无需增加压力，钎料熔点低，无需加热到较高温度，因此应用于外观面焊接，可以有效避免点焊压力引起的焊接变形和焊点压痕问题，主要应用于侧围和顶盖的匹配处以及尾门外板，部分应用于侧围后流水槽区域，如图3 所示。

图3 激光钎焊在汽车上的应用

激光钎焊虽然能提高外观面感官质量，但其缺点是产线需改造，激光钎焊设备及关键元件投入昂贵、成本高，对冲压零件尺寸精度要求高，翻边外露、提升效果有限。因此激光钎焊技术在汽车上的应用具有一定局限性。

产品结构优化

在现有的侧围和后流水槽产品结构形式的基础上重新定义分块线，如图4 所示，优化结构后的侧围法兰边和后流水槽法兰边采用点焊连接，隐藏于D 柱饰板下方不可见。其优点是无需产线改造，不增加焊接成本，相比激光钎焊成本更低，法兰搭接、焊接变形和焊点压痕均不可见，大大提高了该区域精致性和美观性。因此认为该方案为提升汽车后流水槽区域感官品质的最优方案。

图4 侧围后流水槽区域优化后结构

CAE 冲压仿真分析

对侧围和后流水槽两个零件进行冲压仿真模拟优化分析：侧围尾部产品结构可实施正修工艺方案，无需侧修，减少了侧翻整区域，降低了侧围模具复杂程度和生产制造成本，也减少了调试难度和时间；后流水槽工艺方案经过多种方案对比优化分析，确定拉延成形+后序上整形的工艺方案为最合理工艺方案。基于以上方案，工艺参数经过多轮调整优化，最终得到较好的CAE 分析结果，开裂和起皱均风险可控，冲压工艺方案可行，如图5 所示。将侧围和后流水槽的前期CAE 分析结果用于指导后期现场生产制造，能够快速调试生产出合格产品，降低了零件报废率，节省了调试成本和周期。

图5 侧围和后流水槽工艺方案及CAE 分析结果

实车效果验证

将生产合格的侧围和后流水槽零件放在焊装夹具上进行点焊，对焊接完成的白车身进行涂装、电泳、喷漆等，装上D 柱饰板后，翻边面、焊接法兰变形及焊点压痕均被D 柱饰板遮挡不可见，如图6 所示，后流水槽外露部分为圆滑的曲面，简洁且更加精致，取得了较好的实车效果，提升了侧围后流水槽区域的整体感官品质。

图6 侧围后流水槽区域实车效果图

结论

⑴激光钎焊技术可用于提高侧围后流水槽区域感官品质，但投入成本高，提升效果有限，造成实际应用存在一定局限性。

⑵通过产品结构优化方式将焊接法兰、焊点压痕及变形藏于D 柱饰板内不可见，可有效提升侧围后流水槽区域感官品质，效果显著，且相比激光钎焊成本降低。

⑶前期CAE分析结果应用于指导现场生产调试，有助于生产出合格产品，降低调试成本和周期。