鈑金加工組焊工藝分析

楊曉龍+李冰

摘 要：我國的鈑金行業(yè)產(chǎn)值在世界上名列前茅，不斷推動著國家從裝備制造業(yè)大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：展開計(jì)算；折彎工藝；鈑金焊接；鈑金噴涂

中圖分類號： V261.2+9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）04-179-2

1 概述

鈑金加工在機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)中非常普遍，是機(jī)械生產(chǎn)的重要組成部分，在汽車、航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其直接決定著機(jī)械外觀，也反映著機(jī)械的成熟程度，隨著機(jī)械制造行業(yè)的迅速發(fā)展，鈑金件的形狀越來越復(fù)雜，金屬材料展開的計(jì)算、折彎、焊接、噴涂等一系列處理的工藝，直接決定了鈑金件能否具有良好的外觀、足夠的強(qiáng)度和必需的精度。所以準(zhǔn)確計(jì)算其展開尺寸就成為鈑金設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，而鈑金折彎是鈑金加工過程中非常重要的一個(gè)工序，折彎工序的好壞直接影響著零件的尺寸及外觀，尤其影響后續(xù)組焊工序的質(zhì)量。文章從工藝角度并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程對鈑金展開計(jì)算、折彎過程及焊接、噴涂等工序進(jìn)行了分析，對出現(xiàn)的問題給出了一定的解決方案。

2 板料展開長度計(jì)算

在折彎工作開始之前，必須要精確的計(jì)算出各種零件展開之后的尺寸和其缺口或者孔位在圖紙上的具體位置，這樣做就是為了解決激光切割導(dǎo)致的孔位和外形尺寸的差異不合公差的問題。外層材料會以內(nèi)鈑金的彎矩作用而伸長，但是在拉伸和壓縮之間，中性層的長度不會因此而產(chǎn)生變化。所以普遍來說，計(jì)算鈑金部件的展開長度就是計(jì)算其中中性層的長度。鈑金部件展開的實(shí)際長度就是其直線的長度和以及中性層的長度和。其中性層的長度與其本身用料的種類、厚度、模具都有很大的關(guān)系。但是在實(shí)際加工中，由于鈑金部件的模具和折彎半徑的都一樣，在沒有特殊要求的情況下，對其折彎半徑的計(jì)算是采用簡便算法，對于實(shí)際折彎半徑的大小基本不予考慮。下面給出了90°折彎件的簡化計(jì)算方法。

簡便計(jì)算公式如下：

L=d1+d2-a

其中，L為展開長度，d1、d2為90°折彎時(shí)，零件的兩條直角邊就是其外形尺寸，a就是其的折彎補(bǔ)償值。這種算法適用于大部分鈑金加工時(shí)的薄板折彎件，尤其是在其折彎半徑在0.5mm到2mm之間，板的厚度小于2.5mm是，計(jì)算起來相當(dāng)方便。

但是在實(shí)際生產(chǎn)生活當(dāng)中，大部分情況對于鈑金部件的折彎補(bǔ)償值都是不知道的，這時(shí)候就需要用“測試折彎”的方法來獲取其的折彎補(bǔ)償值。具體操作如下：首先，用機(jī)床從將要測試的材料商裁剪下兩塊尺寸相等的正方形材料，再精確測量兩個(gè)方向的尺寸，然后再對其在平行方向和垂直方向上進(jìn)行折彎，之后再測量出折彎之后兩個(gè)直角邊的長度，這個(gè)時(shí)候折彎補(bǔ)償值就等于兩個(gè)直角邊的長度和減去其原來的正方形材料的邊長，用此種方法便可或者原材料各個(gè)方向上的補(bǔ)償值。

3 折彎工藝

對鈑金部件彎曲變形的整個(gè)過程的了解是很重要的。在鈑金材料被彎曲時(shí)，它主要承受三個(gè)作用：彎矩作用、剪切作用和局部壓力作用。彎矩作用就是在鈑金材料彎曲和變形是主要受到的力矩。在鈑金材料變形是，其必然受到外力的影響，在其受到外力的作用下，內(nèi)部必然會產(chǎn)生與其相抵抗的里，這時(shí)的外力與內(nèi)力應(yīng)該是相等的，此時(shí)若是外力相應(yīng)變大，其內(nèi)部的應(yīng)力也會隨之變大，致使其彎曲程度也隨之變大。但是鈑金材料都有一個(gè)彈性極限，在達(dá)到彈性極限之前，鈑金材料處于彈性變形狀態(tài)，外力若是消失，鈑金材料即會恢復(fù)受力之前的形狀，但是若在鈑金材料達(dá)到彈性極限之時(shí)繼續(xù)增加外力，其塑性變形就變成永久的，就是說在撤掉外力自后，鈑金材料也不會恢復(fù)原來的形狀，會產(chǎn)生永久性的形變。這個(gè)過程就是我們主要研究的鈑金材料變形過程，在外力過大的情況下，鈑金材料會因?yàn)槠溆谰眯缘淖冃味a(chǎn)生一些破裂，這種情況下鈑金材料就會失去其使用價(jià)值，在其折彎的過程中也會有一些其他因素會影響到鈑金的折彎工藝。

3.1 鈑金材料最小彎曲半徑

鈑金材料在彎曲時(shí)，其圓角部分的內(nèi)層會受到壓縮，外層就會相應(yīng)的拉伸。在鈑金材料厚度不變的情況下，其折彎角越小，材料受到的壓縮和拉伸作用就會越大。在其拉伸力到達(dá)其拉伸極限的時(shí)候，鈑金材料就會產(chǎn)生破裂或者折斷。因此在彎曲零件的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該在最大程度上避免較小的彎曲半徑。一般情況下，鈑金材料使用的都是較大的彎曲半徑。若是實(shí)際操作中對彎曲半徑?jīng)]有特別的要求，彎曲的圓角應(yīng)該小于鈑金材料的厚度。

3.2 鈑金彎曲件孔邊距離

孔應(yīng)與折彎區(qū)域保持一定的距離，因?yàn)槿羰莾烧咧g的距離過近，則鈑金材料在彎曲時(shí)會使孔發(fā)生拉伸性興辦，從而影響零件的使用。因此，在鈑金材料設(shè)計(jì)中必須保證孔邊距離在折彎后與最外層的側(cè)邊距離必須大于3倍的板厚。若是無法控制距離，則在彎曲前打小孔，然后在彎曲變形后再將其擴(kuò)大，從而達(dá)到要求。

3.3 鈑金彎曲件直邊高度

對于折彎角為90度的鈑金部件，為了方便其成型使用，其高度在一般情況下必須大于其厚度的2倍。若是因?yàn)樵O(shè)計(jì)或者其他要求使高度小于厚度的兩倍，則必須先進(jìn)行折彎操作，在折彎后再根據(jù)需求來進(jìn)行加工，從而達(dá)到目標(biāo)尺寸。對于有斜角的鈑金部件來說，則是先忽略直角邊，先進(jìn)行折彎操作，在折彎后再進(jìn)行切割操作，從而使其變成斜邊，達(dá)到目標(biāo)要求。

4 鈑金焊接工藝

對于鈑金件的焊接常用的焊接方法有氬弧焊、電阻點(diǎn)焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、手工電弧焊等，針對鈑金件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)考慮整體焊接方法。在選擇焊接工藝方法時(shí)首先應(yīng)滿足技術(shù)要求，在此前提下，盡可能選用經(jīng)濟(jì)效益高勞動成本低的方法，對大多數(shù)結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選用CO2氣體保護(hù)焊和氬弧焊。有些機(jī)床鈑金外防護(hù)由于尺寸過大，母材板幅有限，下料時(shí)需要采用拼接方式才能滿足要求，而這些鈑金件通常為板厚在2mm以下的薄板，在拼接過程中就需要考慮到焊接變形及應(yīng)力，如焊接機(jī)床關(guān)鍵部位如前圍罩、擋水板等需要防水處理的拼接縫時(shí)，需要將兩張板材完全對齊，保證沒有縫隙后采用連續(xù)點(diǎn)焊的方式焊接，并且在焊后在拼接縫位置打上專用鈑金膠進(jìn)行防水處理；在焊接中厚板并且有滿焊技術(shù)要求時(shí)，需調(diào)整合理的電流電壓，并且采用分段滿焊的方式及合理的焊接順序，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同時(shí)減少焊接變形；在焊接密封要求高的部件如油箱及水箱時(shí)，為避免出現(xiàn)焊接缺陷并保證美觀，平焊位置采用開坡口的方式滿焊，焊后打磨平整并做煤油實(shí)驗(yàn)試漏；在焊接易變形的大板時(shí)，內(nèi)側(cè)安裝加強(qiáng)筋并盡量采用塞焊連接；當(dāng)板材厚度在3mm以上并且對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無過高要求時(shí)盡量采用段焊的方式以減小焊接變形；為提高生產(chǎn)效率焊接螺母可采用螺母焊機(jī)。焊接后的零件應(yīng)進(jìn)行表面打磨拋光處理，將焊渣及焊豆磨掉，有時(shí)也需將焊縫打磨平整，在圓弧板面對接處應(yīng)打磨至圓角一致，同時(shí)打磨毛邊飛刺，防止油漆脫落。檢查焊接后的零件是否牢固美觀，有無扭曲變形，外形尺寸是否符合公差要求，并進(jìn)行有效修整、修型。

5 鈑金噴涂工藝

鈑金件的外觀常常反映了最后產(chǎn)品的質(zhì)量，所以噴涂工藝也尤為重要。常用的鈑金噴涂工藝為噴塑，處理方式為將組焊好的鈑金需要先進(jìn)行酸洗除銹處理，待酸洗完

全后再用鋼絲刷打磨掉浮銹，對于一些有表面缺陷的位置或者拼接縫位置應(yīng)進(jìn)行打膩?zhàn)拥奶幚?，待膩?zhàn)庸袒笥脪伖鈾C(jī)打磨平整，之后進(jìn)行噴粉工序，最后將噴好的工件放置高溫爐中加熱至200°C后取出，放在室溫環(huán)境直至冷卻。

6 結(jié)論

通過一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，加以貼合實(shí)際的加工手段和生產(chǎn)條件，則可探索出鈑金部件相應(yīng)的折彎系數(shù)補(bǔ)償表。相關(guān)的研究在一定程度上加快了鈑金部件的發(fā)展，也有利于其精確加工。這樣就在提高零件的加工精度是也提高了鈑金部件的加工效率，通過有效控制焊接變形及焊后的表面處理，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量及美觀性，這樣才能滿足鈑金技術(shù)不斷發(fā)展的客觀需要和長期發(fā)展，適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，參與國際競爭。

參 考 文 獻(xiàn)

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