張正坤

上海和達(dá)汽車配件有限公司

汽車儀表板橫梁焊接技術(shù)

張正坤

上海和達(dá)汽車配件有限公司

隨著我國(guó)居民生活水平和質(zhì)量的逐步提高，人們對(duì)于汽車的需求量也在進(jìn)一步增加，且其對(duì)于汽車儀表板的認(rèn)識(shí)也由傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性作用和功能逐步擴(kuò)展到了對(duì)于舒適性、可靠性、安全性等方面的需求。焊接技術(shù)是汽車儀表中非常重要的部分，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要，從而才能夠進(jìn)一步提高汽車整體性能和價(jià)值。基于此本文分析了汽車儀表板橫梁焊接技術(shù)。

汽車儀表板；橫梁；焊接技術(shù)

1 、儀表板橫梁開(kāi)發(fā)和研究現(xiàn)狀

儀表板橫梁總成是為儀表板飾件及其附件(如收音機(jī)、CD機(jī)、空調(diào)控制模板、儀表等)、乘員側(cè)安全氣囊、轉(zhuǎn)向管柱(有時(shí)包括制動(dòng)踏板、加速踏板、離合器踏板等底盤零部件)、空調(diào)箱、線束等零部件提供支承的結(jié)構(gòu)件，同時(shí)也是模塊化儀表板總成裝配過(guò)程中的輔助夾具和定位支承件。

管柱型橫梁由于擁有較明顯的價(jià)格及性能優(yōu)勢(shì)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)管子的形狀可分為直管型和彎管型。直管型對(duì)結(jié)構(gòu)和安全性能非常有利，生產(chǎn)制造相對(duì)比較容易控制，因而成本相對(duì)較低，但對(duì)座艙系統(tǒng)的零部件布置有一定限制。直管型又可分為等徑和變徑2種類型，變徑直管的優(yōu)點(diǎn)是減輕了零件質(zhì)量，同時(shí)增加了一些乘員側(cè)的布置空間，但需要增加擴(kuò)口或縮口工序和變徑過(guò)渡區(qū)的焊接工序。

2 、汽車儀表板橫梁功能

2.1 提供儀表板子系統(tǒng)及空調(diào)等部件的安裝結(jié)構(gòu)

儀表板橫梁總成上孔位繁多，主要提供儀表板總成中的儀表板本體總成、轉(zhuǎn)向管柱、換擋裝置、副駕駛安全氣囊、空調(diào)總成、線束等部件的安裝結(jié)構(gòu)。同時(shí)也增加了儀表板子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.2 提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性

橫梁總成的轉(zhuǎn)向管柱支架通過(guò)前圍支架連接，間接與車身前圍之間形成固定結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)向管柱裝置裝配到轉(zhuǎn)向管柱支架后，能有效地提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 提供乘客安全保護(hù)功能

當(dāng)車輛前端發(fā)生碰撞或偏移時(shí)，橫梁總成的骨架能加強(qiáng)車身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，起到抑制發(fā)動(dòng)機(jī)艙里的堅(jiān)硬部件對(duì)車內(nèi)的侵入，以保護(hù)乘客的搭乘空間。在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，儀表板橫梁總成承載著副駕駛安全氣囊靜載荷和氣囊爆破時(shí)的動(dòng)載荷，以保護(hù)乘客的安全。

3 、汽車儀表板橫梁焊接技術(shù)

3.1 選擇合理的焊接參數(shù)

二氧化碳保護(hù)焊的焊接參數(shù)主要有焊接電流、焊接電壓、焊絲干伸長(zhǎng)度等。只有當(dāng)這些參數(shù)匹配恰當(dāng)時(shí)才能焊接出焊縫外觀、熔深值、焊縫長(zhǎng)度符合要求的焊縫。調(diào)試產(chǎn)品焊縫及尺寸時(shí)需保證焊接參數(shù)的合理性及匹配性。

(1)焊接電流：根據(jù)焊接條件(板厚、焊接位置、焊接速度、材質(zhì)等參數(shù))選定相應(yīng)的焊接電流。CO2焊機(jī)調(diào)電流實(shí)際上是在調(diào)整送絲速度，因此CO2焊機(jī)的焊接電流必須與焊接電壓相匹配，一定要保證送絲速度與焊接電壓對(duì)焊絲的熔化能力一致，以保證電弧長(zhǎng)度的穩(wěn)定。二氧化碳保護(hù)焊焊接常用電流參數(shù)表見(jiàn)表1。

表1 二氧化碳保護(hù)焊焊接常用電流參數(shù)表

(2)焊接電壓：根據(jù)焊接條件選定相應(yīng)板厚的焊接電流，然后根據(jù)下列公式計(jì)算焊接電壓：

300A時(shí)：焊接電壓=(0.04倍焊接電流++16土1.5)V

＞300A時(shí)：焊接電壓=(0.04倍焊接電流+20士2)V

(3)焊絲干伸長(zhǎng)度：焊絲從導(dǎo)電咀到工件的距離，焊接過(guò)程焊絲的干伸長(zhǎng)度直接影響焊接穩(wěn)定性。二氧化碳保護(hù)焊焊接干伸長(zhǎng)度表見(jiàn)表2。

表2 二級(jí)化碳保護(hù)焊焊接干伸長(zhǎng)度表

小于300A時(shí)：L=(10—15)倍焊絲直徑

大于300A時(shí)：L=(10—15)倍焊絲直徑+5mm

3.2 焊接方案確定

在焊接工裝設(shè)計(jì)前，要確定焊接方案，包括工裝的數(shù)量、零件在每序工裝的分布、焊接的順序及方向；工裝的數(shù)量確定需要考慮到產(chǎn)能、焊縫數(shù)量、位置、長(zhǎng)度及零件的數(shù)量等多個(gè)因素，要保證焊接時(shí)焊槍有足夠的運(yùn)到空間，在采用最低工裝投入成本的同時(shí)滿足客戶的要求產(chǎn)能。每序工裝布置的零件盡量均勻分布，焊接的順序應(yīng)盡量左右對(duì)稱，盡可能減少由于焊縫分布不均，焊接熱量不均產(chǎn)生的焊接變形。

3.3 調(diào)整支架在焊接工裝上的定位在確定焊接順序并選用合理的焊接參數(shù)和焊接姿勢(shì)后，需通過(guò)調(diào)整支架在焊接工裝上的定位來(lái)滿足產(chǎn)品的尺寸要求。焊接工裝在設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)支架的定位都是可以在X，Y，Z方向進(jìn)行調(diào)節(jié)(如圖5所示)。在調(diào)試過(guò)程，使用塞尺、鋼尺在檢具上確定產(chǎn)品尺寸的偏差，使用標(biāo)記筆對(duì)尺寸的偏差進(jìn)行標(biāo)記，根據(jù)產(chǎn)品孔位、面位的偏差值來(lái)對(duì)工裝上支架的X，Y，Z方向的墊片進(jìn)行增減，加減墊片時(shí)應(yīng)由少至多逐步調(diào)整。

3.4 增加工藝焊縫

在前期開(kāi)發(fā)時(shí)，圓管彎管模、沖壓件的模具、焊接工裝都是按照理論數(shù)據(jù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)、制造的，調(diào)試時(shí)，盡管對(duì)機(jī)械人的焊接順序、焊接參數(shù)、焊接姿勢(shì)進(jìn)行了調(diào)試，但因圓管在焊接過(guò)程中局部區(qū)域焊接過(guò)多的焊縫而產(chǎn)生熱變形，熱變形導(dǎo)致的尺寸偏差僅僅使用調(diào)整支架在焊接工裝上的定位是無(wú)法解決的。增加工藝焊縫應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則。

(1)應(yīng)在確保支架與圓管貼合的情況下增加工藝焊縫;在圓管上增加工藝焊縫，圓管會(huì)朝工藝焊縫的反方向變形。

(2)當(dāng)機(jī)器人焊接完零件總成后，在最后一道工序的焊接工裝上使用人工在預(yù)測(cè)的位置增加工藝焊縫，通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)確定工藝焊縫的長(zhǎng)度和位置，當(dāng)明確工藝焊縫的長(zhǎng)度和位置后，需在機(jī)器人的程序中編制相應(yīng)的程序并鎖定。

(3)為保證產(chǎn)品外觀、裝配要求及生產(chǎn)節(jié)拍，工藝焊縫不宜多加，2一4條適宜。

(4)工藝焊縫的表面需保證外觀光滑，無(wú)焊瘤、飛濺等焊接缺陷。

總之，儀表板橫梁總成是儀表板系統(tǒng)內(nèi)部骨架，用于支撐儀表板系統(tǒng)，提供儀表板系統(tǒng)巾部件的安裝，對(duì)增加整個(gè)車身的強(qiáng)度有－定的作用，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。

[1]劉偉萍.儀表板總成性能分析及優(yōu)化[D].武漢理工大學(xué)，2010.