浙江錢江摩托股份有限公司 （溫嶺 317500） 劉仁明

隨著我國摩托車排放達(dá)到國三要求的全面推廣，消聲器觸媒焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得越來越重要，觸媒的選用、焊接均勻?qū)φ嚺欧艑a(chǎn)生直接影響，焊接不當(dāng)將嚴(yán)重影響排放效果；另外如果觸媒貴金屬配方含量選得太高，必然增加產(chǎn)品成本。下面介紹我公司一款125系列踏板車消聲器，采用雙觸媒中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其觸媒連接部分結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

觸媒與襯管Ⅰ、襯管Ⅱ、襯口組焊后，再與殼體內(nèi)腔隔板、二次進(jìn)氣管裝配焊接，殼體內(nèi)腔裝配如圖2所示。

圖2

1.問題分析

工藝設(shè)計時發(fā)現(xiàn)，以我廠的實(shí)際工藝裝備及員工的業(yè)務(wù)素質(zhì)，會產(chǎn)生以下兩個難以解決的問題。

（1）觸媒焊接時，因觸媒總長度100mm，其中蜂窩狀載體有效長度90mm，端口兩邊空隙各5mm，外殼壁厚一般只有1.0～1.2mm，襯管、襯口伸入觸媒端面僅3mm，兩端面間隙1～2mm。 但實(shí)際生產(chǎn)過程中，保證此間隙難度很大，往往直接碰到載體端面，如果用力過猛，甚至碰傷載體。觸媒外殼是壁厚1.0mm的不銹鋼材料，焊接時極易造成焊穿、焊瘤，且其內(nèi)部缺陷也不易看到。不管是工件碰到載體端面，還是焊瘤等焊接缺陷，均使觸媒的有效流通截面積減少，對消聲器的排放達(dá)標(biāo)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了使尺寸達(dá)到圖樣要求，排放達(dá)到國標(biāo)，必須減慢裝配和焊接速度，控制焊接電流，焊工的技能必須熟練且水平高。但這樣做既費(fèi)時又費(fèi)力，在目前用工如此緊張的情況下，有點(diǎn)行不通。

（2）觸媒與襯管Ⅰ、襯管Ⅱ、襯口以及隔板均采用焊接，且離載體較近，經(jīng)高溫焊接對觸媒的鉑、鈀、銠等貴金屬涂層產(chǎn)生或多或少的燒損，甚至?xí)褂|媒失效。以往的做法是在消聲器樣件匹配試驗(yàn)時，把觸媒的配方往上調(diào)高，才能確保達(dá)到整車排放要求，但會導(dǎo)致成本增大。

2.總體方案的設(shè)計確定

考慮到上述兩個技術(shù)問題，我們通過裝配工藝、焊接工藝的質(zhì)量攻關(guān)，對觸媒連接結(jié)構(gòu)、焊接參數(shù)等多方面確認(rèn)驗(yàn)證，決定采取如下方案確保產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。

（1）設(shè)計優(yōu)化 通過對觸媒總長度加長，由100mm改為110mm， 載體有效長度不變，滿足了端面間隙5mm以上，緩解了焊接熱影響區(qū)對觸媒貴金屬的影響，圖3為觸媒優(yōu)化前后比較。在襯管Ⅰ、襯管Ⅱ兩端分別增加2mm定位凸臺，襯口端部增加3個對稱分布的2mm的定位凸臺，觸媒裝配時，非常方便且端面裝配間隙容易保證，圖4為襯管優(yōu)化前后比較。

圖3 觸媒優(yōu)化前后比較

圖4 襯管優(yōu)化前后比較

（2）工藝改進(jìn) 兩觸媒組焊后，與隔板的連接由原來的焊接改為小過盈緊配壓裝，隔板內(nèi)孔公差選－0.15～0mm， 制作定位工裝，放在簡易的氣缸裝置上就可加工，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。同時二次進(jìn)氣管加工必須嚴(yán)格按照圖樣，注意切割角度，焊接工裝上做好定位，裝配要到位，確保插入襯管長度符合要求，否則影響補(bǔ)氣效果，導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)。

圖5 改進(jìn)后結(jié)構(gòu)

根據(jù)改進(jìn)前、優(yōu)化后，觸媒采用活動式連接不焊接三種方案分別制作1#、2#、3#樣件，在相同的工況下進(jìn)行性能比對。經(jīng)檢測，改進(jìn)前樣件因存在焊接缺陷和活動式聯(lián)接樣件在排放上有很大差異，優(yōu)化后比改進(jìn)前樣件CO排放值降低了0.5g/km。結(jié)果如附表所示。

測試結(jié)果

3.結(jié)語

通過采用以上設(shè)計及工藝改進(jìn)，解決了組焊過程中定位難和焊接產(chǎn)生的熱量對觸媒貴金屬燒損的諸多問題。

經(jīng)過實(shí)踐證明，此結(jié)構(gòu)相對合理，符合我廠的加工能力，滿足了設(shè)計要求，使產(chǎn)品設(shè)計更加完善，工藝性更好。