汽车总装制造的主要任务是将汽车各组成部分零部件组装成为整车，其中力矩问题一直被认为是汽车总装制造的核心问题，螺纹紧固力矩偏大或偏小直接关乎汽车驾驶者的行驶安全，因此建立一套有效的力矩管理体系对于保障总装装配质量尤其重要。

对于汽车来讲，力矩是影响汽车驾驶安全性能的关键因素，对快节拍的总装制造车间流水线人工螺栓拧紧作业来讲，螺栓联接力矩要受到5M1E即人、机、料、法、环、测等诸方面影响，其中任何一个环节出现异常都会导致力矩产生异常波动，而力矩非正常波动后未及时发现并返工则会给车辆售出后顾客乘坐带来难以预料的突发灾难。因此做好总装车间力矩管理对于一个企业的可持续发展至关重要。

力矩的重要性

1．螺栓联接后力的分布情况

首先了解一下螺栓紧固过程中相关件的受力分布情况（见图1），从图1中可以看出螺栓紧固后，联接件与被联接件之间将形成一定的“夹紧力”，这个力是螺栓联接想要达到的目的，但事实上达到这个“夹紧力”的同时，联接件与被联接件还要承受一对横向的“剪切力”，而联接后螺栓受到来自联接件与被联接件施加的“张力”，根据牛顿第三定律得知，螺栓本身也会产生一个“抗张力”以保持受力平衡。

2．联接件与被联接件受力特性

由上述分析可知，螺栓联接后想要的是使联接件与被联接件之间达到设计的夹紧力要求，夹紧力的大小就决定了联接的松紧。通过图1我们可以看出，联接件与被联接件之间的夹紧力大小与螺栓旋转圈数有关，事实上它们之间存在着特定的线性关系（见图2）。从图2中看出，夹紧力与螺栓旋转角度呈现的是一种分段型的线性关系，以联接件与被联接件开始接触时螺栓角度为初始角度0°、旋转1周角度递增360°计算，夹紧力大小将呈现以下三种状况：

（1）当螺栓旋转处于0～角度1时，夹紧力与螺栓角度呈现单调递增关系，螺栓在角度1时夹紧力达到最大值；

（2）当螺栓旋转处于角度1～角度2时，夹紧力基本不随角度增大而改变；

（3）当螺栓旋转处于角度2～角度3时，夹紧力随角度增大而呈现递减关系；

（4）当螺栓旋转≥角度3时，此时螺栓承受的抗张力超过螺栓屈服极限即螺栓断裂。

3.力矩不足或超差的危害性

事实上联接件与被联接件在随螺栓角度变化的同时，螺栓本身也经历着三个阶段的变形（见图3）。由图3得知，螺栓正常情况下紧固到设定力矩时应处于弹性变形状态，当力矩继续增大时，螺栓本身受力后开始转变为塑性变形、拉伸变形直至螺栓断裂失效。因此在汽车总装螺栓紧固中，若螺栓紧固角度偏小即螺栓本身弹性变形不足，则会使联接件与被联接件之间形成的夹紧力达不到设计要求，从而使车辆售出后顾客乘坐时螺栓经过一段时间颠簸后突然脱落而引发事故。若螺栓紧固角度过大，直接后果就是螺栓当场断裂，需要返修。更重要的是螺栓处于塑性变形或拉伸变形阶段，这种隐性的变形会使联接件与被联接件夹紧力减小，且螺栓在此两个阶段内部已经形成较大的抗拉力，虽然从表面上并不能发现外观发生什么变化，但事实上车辆经过一段时间运行后仍然可能会导致螺栓突然断裂引发事故。

力矩偏差的原因

在汽车总装制造过程中，引起力矩偏大或偏小的原因大致可以分为以下几类：

1.新员工未培训到位使力矩紧固人员对紧固标准的认识模糊，不清楚力矩紧固的重要性从而使员工不能正确发现并反馈力矩异常；

2.力矩工具选型过程缺乏综合考虑造成工具选择不当；

3.力矩紧固工具装配过程管理不完善造成工具混用，导致力矩紧固后不符合设计要求；

4.力矩校验机制不够健全，造成部分工具未进行正确的力矩日常校验；

5.返工过程中使用工具不当或缺乏返工规范导致力矩紧固后异常；

6.力矩控制环节缺乏相应的自互检及预防监控措施。

如何做好力矩管理

针对引起力矩异常产生的多种原因，我们可以针对性地开展一系列预防工作，具体如下：

1.做好新员工岗前技能鉴定

对于新员工来讲，大家对于力矩的概念、操作及其重要性均非常模糊或者说是了解甚少，因此新员工上岗前培训工作至关重要。管理者不仅要对新员工进行力矩基本常识及其重要性的理论培训，还要通过现场演示使操作人员掌握正确的工具使用技巧，然后采用理论实践相结合的测评方式对新员工进行测评以确认其是否已具备上岗资格。不仅如此，我们对于上岗后的新员工仍然需要进行跟踪和指导，为更好地区别新员工，需要对新员工进行明显的标示，这样力矩管理人员可以在众多的操作人群中很快辨认出新员工，然后进行有效跟踪以便于及时发现问题并加以纠正，有效保障新员工操作力矩的准确性，同时对于新员工技能迅速提升具有较大帮助。

2.做好力矩装配点的工具选择

装配力矩是靠气动、电动或手动定扭力矩扳手等可预设力矩工具实现的，工具的正确选择是汽车装配力矩保障的首要条件，因此要选择声誉度较好的知名工具厂家，同时还要做好工具类型的选择。

由于不同的工具在结构、设计原理及适用场合存在较大差异，因此不同力矩装配点要根据具体工具的特性来选择。一般手动定扭力矩扳手精度较高，能够达到±3%，但其紧固效率较低，因此这种工具比较适合于重要力矩点的复紧。气动弯角扳手精度也较高，能够达到±5% ,但其反作用力较大，因此一般大力矩操作工位（底盘举手操作工位除外）选用比较适合，这样既可一次保障力矩又能保障操作安全。气动脉冲扳手精度很低，仅能达到±10%～15%，但其优点是反作用力比较小，所以底盘举手操作工位使用起来比较安全，但要注意的是气动脉冲扳手因精度太低，一般不能做为最终紧固力矩用，只能用于力矩预拧的场合，且预拧时一般只紧固到设定力矩的80%，然后最终力矩的保障交由手动定扭力矩扳手完成。

3.做好工具识别及放置规范工作

由于汽车总装零部件装配时涉及数百个力矩紧固，而使用的工具外观相同但设定力矩却迥异，且随着总装流水线从单品种大批量向多品种小批量柔性化方向发展，车型的交叉混线生产令同班组或相邻工位经常拿错工具，而做为力矩管理人员却因工具外观相似也很难及时发现并纠正。因此应做好工具的标示让人更容易辨认。力矩标示时要标明工具使用的位置、工具力矩设定范围等重要信息（见图4）。然而如何维持好标示却更讲究方法，这里要特别注意的是粘贴工具标示的方式和材料，应选用优质耐磨且粘接牢固的透明胶带以起到长期持久的效果。另外工具使用间隔时的存放也会对力矩的精确度产生很大影响，需要根据实际情况制作出合适的工具悬挂架或摆放点，如枪式工具采用枪套式摆放可靠，而弯角扳手采用平躺式摆放更平稳，另外需注意的是摆放点按就近原则令操作更便利。

4.做好力矩扳手的日常校验工作

因力矩扳手紧固时要克服螺栓旋转带来的反作用力，这样工具内部构件在使用一段时间后便会产生细微的松动，如果不及时纠正，这细微的变动便可以使力矩产生较大偏差，做好力矩扳手的日常校验工作就是及时发现并纠正这种偏差的好办法。常见的气动、电动工具一般是使用一定周期后由专业工具校验人员集中校验，但要做好集中校验前的工具编号、力矩标示和校验表格编制工作以便于校验人员清楚了解每把工具的标定标准而不会误标或混标。对于手动定扭力矩扳手，这样的校验则需要操作员工自己到指定的力矩校验点进行开班前的班次校验，同时将每把工具实际校验三次力矩的中位值及其趋势点填写在对应的《力矩校验表》（见图5）上。由图5看出，工艺校验力矩值上、下限应比设计力矩值上、下限范围更小、更加严格，通过此趋势图便可以及时掌握每把工具的实际状态，可以及时发现异常情况而预防事故发生。

5.做好返工时力矩紧固保障工作

正常的流水线操作保障力矩的同时不能忽视出现异常后整车下线返工而带来的力矩隐患工作，要保障返工质量受控就要梳理好返修流程，首先出现异常后员工要及时记录，其次由工艺人员制作《返工作业指导书》以指导返工人员如何操作，使大家按照统一而正确的返工方法操作，然后要针对具体的异常问题制作对应的《返工工艺点检卡》（见图6）以更详细全面地提醒返工人员每个步骤的操作，使返工过程更加清晰和严谨，返工自检确认与检验员确认分开使返工质量也更有保障。

6.做好力矩三检及预防监控工作

在快节拍的流水线作业中，操作人员有时要拧紧多个螺栓，因此如何防止个别螺栓漏紧问题也是力矩管理的重要组成部分。首先应固化操作人员的紧固顺序以保障装配手法的一致性，也使员工养成一种良好的工作习惯，避免紧固顺序的随意性造成螺栓漏紧。其次是对重要力矩的自互检工作进行规范，将其纳入正常的作业范围，如力矩紧固后在连接部位点上标志漆进行自检确认（见图7），同时要将这些力矩紧固点纳入相关检验点专检控制，对部分重要但是不能纳入专检的力矩点应在下道关联工序进行复紧并进行互检点漆。需要注意的一点是自检和互检的标志漆应采用不同的颜色区分以便于管理和问题分析。为及时发现紧固后力矩衰减情况并对稳定性较差工具有效纠偏，用气动弯角扳手拧紧的牵涉安全件、法规件等重要力矩的紧固点，还要用表盘或数显力矩扳手进行班次抽检，并填写《拧紧工程管理表》以做好日常监控。

结语

总装的力矩控制是一项系统而又复杂的工作，本文从新员工的培训到整车异常下线后的返工等诸方面阐述了一些简单而实用的力矩管理方法，这些方法的实施有效地保障了总装装配整车力矩与设计要求之间的一致性，同时也有效防止了螺栓等联接件错漏装等质量事故的发生，当然力矩管理是一个体系，这个体系建立后不仅需要持续的维持还要有所改进，只有在持续的基础上不断创新工作方法才能使这个体系更加完善。而力矩的有效保障才能确保整车交给顾客使用时的安全性，为企业品牌美誉度提升提供坚强后盾。