隨著汽車在中國的普及率逐年攀升，目前配置有天窗的車型達到50%以上，一線合資品牌車型天窗配置比為60%左右，高端品牌的天窗配置甚至達到100%。汽車天窗種類繁多，包括：內藏式、外滑式、外開式、固定玻璃全景式、折疊式等。隨著汽車消費群體的年輕化及個性化，全景式天窗越來越受到消費者的青睞，天窗做的越大鋼材利用率就越低。本文通過對某車型天窗安裝板材料利用率低、生產工藝繁瑣的問題進行分析，并針對如何通過使用激光拼焊工藝來提高材料利用率及降低生產成本的解決方法進行講解。
隨著汽車競爭日益白熱化，產品低成本高質量是保證汽車企業生存的基本要求，更是企業技術實力的體現，每個開源節流的成本收益都會對企業的效益產生較大影響。沖壓需求的成品板料開卷方式一般分為四類：橫剪、擺剪、落料和激光拼焊板。橫剪一般為矩形板料，擺剪一般為梯形板料、落料是通過落料模生產出來的異形板料，激光拼焊可以將同牌號同厚度、同牌號不同厚度、不同厚度不同牌號及規格不同的鋼板拼焊在一起來滿足沖壓生產需求，一般沖壓生產只采用一種開卷方式即可滿足沖壓生產的需求。
現有工藝介紹
某車型在設計初期全系采用全景天窗以應對市場需求，安裝天窗玻璃的天窗安裝板在模具設計開發及現生產階段的生產工藝為：從鋼廠購買原卷發往剪配加工中心進行擺剪(梯形板料)，擺剪板料送到沖壓廠后在進行落料生產，如圖1 所示。
此種工藝在拉延工序生產前材料利用率就下降到65%，在經過后序分離工序加工后導致材料利用率只有24%，遠遠低于此款車型的平均材料利用率。
廢料再利用
為提高材料利用率對落料產生的利廢料片尺寸測量，通過與此款車型其他零部件的消耗定額進行排查，左右大燈上橫梁的牌號最為接近。經過CAE 分析及現場生產調試，制件單件性能及生產無問題，通過搭載強化路試確認此方案可行。在天窗安裝板利平料生產大燈上橫梁后材料利用率由24%提高到了32%，單車原材料需求減少4.3kg，如圖2 所示。
激光拼焊工藝應用
通過廢料再利用，天窗安裝板的材料利用率由24%提高到了32%，由于利平料只能使用3/5 的面積，剩余的板料還是廢料。為進一步提升材料利用率，通過此車型其他制件激光拼焊工藝應用及對落料片進行分析發現，落料后的成品板料中間為一個近似于矩形的孔，此落料片可以使用兩張矩形板料和兩張梯形板料直接拼接而成。
對拉延模凸模和壓邊圈尺寸進行分析測量，在保證外輪廓尺寸不變的前提下，最終確認由四塊尺寸分別為1780×(305＋210)×2＋660×300＋325×660 的板料拼焊而成，如圖3 所示。
天窗安裝板激光拼焊板方案及尺寸確認后，通過CAE 軟件進行分析確認，此板料可以滿足生產需求，制件狀態滿足產品設計性能要求。將相關數據發給激光拼焊廠家進行確認，廠家可以滿足此方案生產，并提供30 臺份激光拼焊板調試板料進行生產驗證。激光拼焊板板材到貨后安排壓機進行調試，調試時OP10 拉延內側四個角產生開裂，原因為內側四個角焊接后為直角，在拉延走料過程中撕裂，此四處開裂消除不掉，通過現場調試可以將開裂部位控制在廢料區內，如圖4 所示。
圖1 某車型天窗安裝板生產工藝
成品制件出來后，上檢具對天窗安裝板激光拼焊板成品制件進行檢測，三組制件符合率分別為96%、96%、97%。與質量工程師現場對制件質量狀態進行確認，制件質量狀態與OTS 封樣件差異不大，隨即組織相關人員進行試裝驗證工作。通過焊裝現場焊接與總裝裝配，天窗安裝板使用激光拼焊板與正常板料生產制件裝車狀態一致，通過試裝驗證并出具試裝驗證合格結論報告。
通過天窗安裝板激光拼焊板的應用，取消了擺剪和落料工藝，由拼焊廠家直接提供拼焊后的成品板材。材料利用率由最初的24%提高到現在的40%，材料利用率提高了16%，單車原材料節約7.1kg。
圖2 廢料再利用
圖3 板料拼焊尺寸
圖4 OP10 拉延開裂(左)、開裂位置對比(右)
結束語
目前此方案在公司內部未有使用先例，后期新開發車型可借鑒此工藝降低模具開發費用并同時在公司內部推廣。創新帶來收益，敢于創新帶來突破，改善思路，不局限于眼前，遵守PDCA 循環，多提幾個為什么，不斷進行改進會有新的結果。
靳五令
主要從事沖壓工藝現場管理、項目階段模具驗收及回廠后精度恢復、車身金屬消耗優化維護提升等工作，參與并完成了CX62/KX63 兩個整車項目沖壓件驗收及精度恢復工作、完成CX62/KX63 改款項目模具驗收及精度恢復工作。
