汽車車架焊接工藝和工裝設(shè)計分析

【摘要】隨著我國國民生活水平的迅速提升，汽車的數(shù)量也在與日俱增，為了全面了解汽車架構(gòu)工藝，提高汽車使用的安全性能，本文結(jié)合某公司一款輕型載貨汽車為例對汽車車架焊接工藝及工裝設(shè)計進行了探析。之所以對汽車車架焊接工藝及工裝設(shè)計展開論述，是因為汽車車架焊接工藝及工裝設(shè)計是汽車制造加工過程中的重要環(huán)節(jié)，對汽車整體制造加工質(zhì)量起著決定性作用。

【關(guān)鍵詞】汽車車架；焊接工藝；工裝設(shè)計

汽車車架焊接工藝與工裝設(shè)計是汽車車架整體構(gòu)造的關(guān)鍵，在一定程度上能夠決定汽車車架整體的安全性與可靠性，因此在汽車車架焊接工藝及工裝設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格要求相關(guān)工作人員，按照相關(guān)工藝要求及規(guī)范進行全方位的焊接工藝操作及工裝設(shè)計，減少焊接變形，提高汽車車架整體制造與加工質(zhì)量。

一、汽車車架焊接工藝研究

1.汽車車架焊接前期分析

汽車車架是承載汽車重力的重要部位，直接關(guān)系著整個汽車運行的安全性與穩(wěn)定性，它就像人的骨骼一樣，人若沒有健全的骨骼支架，就不可能健康的行走生活，車架在汽車中的作用就是這個道理，若無法保證汽車車架的完整性與良好性能，那么汽車的安全運行就無從談起。汽車車架是承載負(fù)荷的基礎(chǔ)部件，是連接汽車其他部位不可缺少的結(jié)構(gòu)。就汽車車架在汽車整體構(gòu)造中的作用來說，一輛汽車使用壽命有多長在很大程度上取決于汽車車架的性能。邊梁式焊接是我國汽車在汽車車架焊接工藝中常用的焊接方式，利用7根橫梁及2根槽型縱梁，能夠?qū)⑵囓嚰芎附映砷]合式架構(gòu)，提高汽車車架的強度。在汽車車架焊接工藝中要用到多種材料，其焊接接頭較多，可達到幾百處，若一個焊接接頭出現(xiàn)質(zhì)量問題就有可能影響整個汽車車架焊接質(zhì)量，因此要合理展開汽車車架焊接工藝操作，保證汽車車架焊接工藝各環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全。

2.汽車車架焊接工藝

①車架結(jié)構(gòu)材料。在汽車車架焊接工藝開始前，應(yīng)對車架結(jié)構(gòu)材料進行選擇，一般情況下在汽車車架焊接工藝中基本上都是采用16Mn低合金剛或者是Q235A，這兩種材料焊接性加好，并且材料厚度較為適中，滿足了汽車車架焊接工藝對車架結(jié)構(gòu)材料的要求。采用這兩種材料，并加之以合理的車架焊接工藝，那么不需要進行熱處理，也不用采取特殊的車架焊接工藝，車架在焊接過程中也不容易產(chǎn)生裂紋或者氣泡。

②車架焊接方法。車架焊接方法也是影響汽車車架焊接質(zhì)量的重要因素之一，由于汽車車架焊接需要承受汽車在運行過程中所產(chǎn)生的動載作用力，因此對車架的剛性要求比較高。在車架焊接過程中焊接后的收縮力比較大，必須選擇與汽車整體構(gòu)架及性能相符合的車架焊接方法，并依據(jù)車架焊接工藝參數(shù)，從而更好的控制線能量。

③焊接加熱工藝。汽車車架是由幾百條焊接材料組合在一起的，焊縫比較短且較為集中，若車架焊接加熱不均勻或者是焊接人員進行重復(fù)加熱，焊接接頭很容易因為熱組織而導(dǎo)致車架接頭承載能力下降。為了避免這一狀況，焊接人員應(yīng)處理好短焊接的起弧、收弧以及銜接，盡可能的避免補焊狀況，減少重復(fù)加熱的次數(shù)，從而保證車架接頭的強度。

④合理安排焊接順序。在汽車車架焊接工藝中焊縫分布并不是完全對稱的，因此為了保證車架焊接質(zhì)量，在焊接在前應(yīng)對車架各個部位的焊接順序進行合理安排。就一般情況而言，很多焊接人員在汽車車架焊接工藝中基本上都是采取對稱性焊接與從中間向車架兩頭進行焊接的方式，運用這兩種焊接方式，并遵循合理的焊接順序，在一定程度上能夠減少車架焊接工藝操作中的焊接變形。

⑤保證配件間隙均勻。在汽車車架焊接過程中需要用到多種零配件，只要保證這些零配件間隙的均勻性，才能從根本上保證汽車車架焊接工藝質(zhì)量。

⑥控制接頭焊后的應(yīng)力大小。在車架焊接工藝操作中，車架焊后的接頭應(yīng)力和車架整體變形是一對相互矛盾的問題，那么要解決這一矛盾，應(yīng)該在滿足汽車車架設(shè)計尺寸相關(guān)規(guī)范的情況下控制接頭焊后的應(yīng)力大小，接頭焊后的應(yīng)力越小越好。

3.汽車車架焊接工藝流程

①二氧化碳氣體保護。之所以在汽車車架焊接工藝中應(yīng)用二氧化碳氣體保護，是因為利用其可以有效控制車架焊接成本，提高汽車車架的抗裂紋及抗銹、抗氫能力，對提高汽車生產(chǎn)效率具有重要的促進意義。不僅如此，利用二氧化碳氣體保護在車架焊接完畢后可以不進行清渣操作，且焊接變形較小，適合車架的各個位置的焊接。那么要在汽車車架焊接工藝操作中充分發(fā)揮二氧化碳氣體保護的作用力，就要確保車架焊接工藝參數(shù)的精確性。一般情況下，焊機的型號應(yīng)選擇NBC-350，焊絲牌號應(yīng)為H08Mn2S1A，焊絲直徑應(yīng)為1.0mm，焊接電流應(yīng)為170-210A，電弧電壓為22-26v，焊接速度應(yīng)保證在50cm/min，氣體的流量應(yīng)為10-13L/min。

②車架焊接工藝流程。在汽車車架焊接工藝實施中，應(yīng)全面結(jié)合車架焊接工藝組成的結(jié)構(gòu)特點，同時還要充分考慮車架焊接變形問題，在此基礎(chǔ)上對車架焊接所使用的各個焊接材料進行合理組合。另外，若在車架焊接過程中存在焊接變形狀況，那么應(yīng)及時采取相應(yīng)的矯正措施，確保汽車車架焊接整體質(zhì)量。在汽車車架焊接工藝操作中，應(yīng)按照零部件組焊、焊縱梁加強梁、縱梁焊后矯形、大樁定位點固焊、車架補焊、車架裝配、車架矯形、車架檢驗及車架涂裝等環(huán)節(jié)依次進行，確保焊接順序的正確性是保證汽車車架焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊接變形是影響汽車車架焊接質(zhì)量的重要因素，因此在車架焊接工藝操作中應(yīng)盡量減小變形，在車架焊接工藝中應(yīng)先對車架進行結(jié)點固焊，而后再從中間向兩端進行對稱補焊，補焊工藝操作完成后應(yīng)采用機械法對車架焊接的總成進行矯形，若焊接變形較為嚴(yán)重則應(yīng)該采用加熱法降對其進行全方位矯正。

二、汽車車架工裝設(shè)計方案分析

在汽車車架工藝操作中除了焊接工藝，其中工裝設(shè)計工藝也是影響汽車車架整體質(zhì)量的重要因素，因此確保汽車車架工裝設(shè)計的合理性與科學(xué)性十分重要。汽車車架工裝設(shè)計中涵蓋了多個設(shè)計內(nèi)容，因此要制定完善的汽車車架工裝設(shè)計工藝方案，以下是對汽車車架工藝設(shè)計方案的分析：

1.定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)選擇是否正確直接關(guān)系著汽車車架工裝操作位置的準(zhǔn)確性，一般情況下在汽車車架工裝操作中應(yīng)將車架左右縱梁上的前輪中心線孔作為車架工裝的定位基準(zhǔn)孔。

2.車架縱梁定位

車架縱梁定位是汽車車架工裝設(shè)計中的必要環(huán)節(jié)，原因在于采用車架縱梁定位夾緊的方式能夠有效避免在車架縱梁焊接時的變形，同時還可以控制汽車車架的外觀尺寸。

3.車架橫梁定位

對于汽車車架工裝中所使用的圓管橫梁，在工裝設(shè)計中應(yīng)使圓管橫梁穿過車架縱梁上的橫梁孔直接將其焊接在加強梁以及縱梁上。如果在汽車車架工裝中使用的是槽型橫梁，那么應(yīng)由車架兩縱梁的寬度來確定汽車車架寬度的方向，車架的上下方向及前后方向應(yīng)利用L形定位快限位后進行點焊操作。

4.板簧支架定位

在汽車車架工裝板簧支架定位過程中，應(yīng)采用吊耳孔的方式對前后板簧支架進行準(zhǔn)確定位。

5.氣路設(shè)計

在氣路設(shè)計中對于從氣管中來的氣體，應(yīng)該讓其從汽車總管路中分別進入到汽車總管路中的左右兩側(cè)支管中，然后再通過配氣控制閥將其引入到夾緊器氣缸中，從而形成一條順暢的氣路。

三、總結(jié)

在汽車車架制造加工過程中，只有確保汽車車架焊接工藝與工裝設(shè)計的合理性，才能夠從根本上保證汽車車架整體的穩(wěn)固性與美觀性。在汽車車架焊接工藝中要準(zhǔn)確把握影響車架焊接工藝操作、焊接質(zhì)量及工裝設(shè)計的關(guān)鍵點，從而有針對性的進行焊接工藝及工裝設(shè)計操作，提高汽車車架整體安全性能。

參考文獻

[1]彭斌，周平香，趙霞.汽車車架焊接變形及控制方法[J].熱加工工藝，2012，10（28）：34-35.

[2]韓根云.汽車車架焊接變形的控制[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，9（15）：159-160.

[3]劉麗斌.汽車車架焊接工藝分析及工裝設(shè)計[J].工業(yè)技術(shù)，2013，4（02）：95-96.