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        汽車車架焊接工藝分析及工裝設(shè)計

        2019-10-21 06:24:46李明峰
        關(guān)鍵詞:工藝分析焊接技術(shù)

        李明峰

        摘 要:焊接工藝分析及工裝設(shè)計是影響汽車車架整體構(gòu)造的關(guān)鍵因素,從某種程度上分析其影響汽車車架整體的安穩(wěn)性,因此在汽車車架焊接工藝及工裝設(shè)計進程中,要求技術(shù)人員嚴格依照相關(guān)規(guī)程操作,進而將焊接變形等不良情況的發(fā)生率降至最低水平,全面提升汽車整體制造與加工效果。鑒于此,該文筆者結(jié)合長期的實踐歷程,對相關(guān)工藝技術(shù)要點及設(shè)計方法做出探究。

        關(guān)鍵詞:汽車車架;焊接技術(shù);工藝分析;工裝設(shè)計

        0 引言

        汽車車架整體構(gòu)造的關(guān)鍵,在于汽車車架焊接工藝與工裝設(shè)計,其能在一定范圍內(nèi)影響汽車整體的安全性能和用戶的使用體驗。所以,在汽車車架焊接及工裝設(shè)計這一工序中,相關(guān)工作人員必須具備責任心,嚴格按照相關(guān)的施工規(guī)范來完成車架焊接和工裝設(shè)計,能夠降低焊接過程變形量,有利于提升汽車車架的整體性和車架質(zhì)量的提高。

        1 焊接車架前分析

        車架是承受汽車重量的關(guān)鍵部位,就和人體的骨骼一樣,沒有健全并且運轉(zhuǎn)良好的骨骼支架,就不能健康的站立、行走和生活。汽車車架是聯(lián)系汽車其他各個部分的一個重要結(jié)構(gòu),也是承受載荷的基礎(chǔ)部件。在汽車生產(chǎn)成功后,它不僅僅需要承受汽車的靜載荷,更要承受汽車不斷行駛過程中的動載荷。所以一輛汽車使用壽命的長短,和汽車車架有很大的關(guān)系。邊梁式焊接是目前國內(nèi)載貨汽車一般會使用的車架焊接方式。本文主要是以北汽福田的一種貨車為例來分析。北汽福田是國內(nèi)輕型載貨汽車行業(yè)的主要生產(chǎn)企業(yè)之一,而時代輕卡作為其主導產(chǎn)品,自然有特殊和值得學習的地方。主要分析的是它的結(jié)構(gòu)特點。其中七根橫梁和兩根槽型縱梁,是由它們焊接而成的該車架的閉合式架構(gòu)。為增加車架的強度,縱梁內(nèi)部焊接加強縱梁,車架總長約毫米,外寬毫米。車架上的發(fā)動機支架、駕駛室支架、板簧支架等焊接在相應的位置。焊接接頭共有幾百處,接頭處焊縫多,每一條焊縫的焊接質(zhì)量都直接影響到整個車架的強度和剛度,影響外觀要求和后續(xù)工藝的裝配精度,因此,必須設(shè)計合理的焊接工藝和車架焊合臺,以能保證車架總成的質(zhì)量。

        2 汽車車架焊接工藝分析

        2.1 合理選擇車架結(jié)構(gòu)材料

        通常情況下,汽車車架焊接工藝大體上是應用16Mn低合金鋼或Q235A,以上兩類材料焊接性能優(yōu)良,且厚度適宜,完全符合汽車車架焊接工藝對材料提出的要求。以上2種焊接材料在應用前無須進行熱處理,也不必使用特別的車架焊接工藝,車架在焊接實踐中不易形成裂紋或氣泡。

        2.2 掌握正確的車架焊接方法

        焊接方法是影響車架焊接質(zhì)量的主要因素之一,因為汽車運行過程中車架是承受動載作用力的主要構(gòu)件,因此對車架剛性提出較高的要求。在車架焊接期間焊接以后的收縮力處于較高水平,因此一定要選擇和汽車整體構(gòu)架及性能相匹配的焊接方法,同時嚴格依照車架焊接工藝參數(shù),以實現(xiàn)對線能量的更有效調(diào)控。

        2.3 焊接加熱工藝

        汽車車架是由數(shù)百條焊接材料整合在一起的,焊縫較短小并且集中分布,如果架體焊接加熱缺乏勻稱性或焊接人員進行數(shù)次加熱,焊接接頭易在熱力作用下而降低接頭承載性能。為規(guī)避以上不良情況,建議焊接技術(shù)人員加大對短焊接的起弧、收弧及銜接的處理力度,將補焊狀況發(fā)生率降至最低水平,減少加熱頻次,從根本上保證車架的接頭強度。

        2.4 科學規(guī)劃焊接次序

        在車架焊接工藝中,焊縫并不是對稱式分布,因此為了確保車架的焊接質(zhì)量,則應在焊接前期對車架不同位置的焊接次序合理規(guī)劃。多數(shù)情況下,焊接技術(shù)人員應用對稱性焊接和由中間朝向車架兩頭焊接的形式,采用如上2種焊接方法,并遵照合規(guī)的焊接次序,在很大程度上能減少焊接次數(shù)。

        3 車架焊接工藝流程

        根據(jù)車架焊接組成的結(jié)構(gòu)特點,在充分考慮預防焊接變形的基礎(chǔ)上,將焊接過程分解為先將零部件裝焊成組合件,最后由若干零件及組合件裝焊成焊接總成。為矯正焊接變形,在存在變形較為嚴重的兩個工序后增加矯形工位。工藝流程包括零部件組焊、焊縱梁加強梁、縱梁焊后矯形大樁定位點固焊、車架補焊一車架裝配、車架矯形車架檢驗弓車架涂裝減小焊接變形,在焊接時應先進行點固焊,然后從中間向兩端對稱補焊,補焊完成后利用機械法對焊接總成進行矯形,在變形嚴重時也可采用加熱法進行矯正。

        4 汽車車架工裝設(shè)計方案分析

        車架工裝設(shè)計的零部件布置分散,尺寸較小,不適用于平行裝配法。因此,汽車車架工裝設(shè)計裝配過程中,尺寸較小的裝配件和零部件可以先裝配好再將其送入大裝胎具。

        4.1 定位基準的選擇

        定位基準選擇的科學性,可對汽車車架工裝操作定位的正確性產(chǎn)生影響,通常情況下,汽車車架工裝設(shè)計的定位基準孔,就是車架左右縱梁上的前輪中心線孔。

        4.2 車架縱梁定位

        準確定位車架零部件,必須在克服零部件剛性的基礎(chǔ)上,采用氣動夾緊,不僅可以減少車架焊接過程的變形,還可以有效提升裝配效率。為降低和避免縱梁裝焊接時發(fā)生變形,且美化車架總體的外部,工裝技術(shù)人員可對縱梁進行定位夾緊。例如,利用加工過程中定位塊,可定位左縱梁下翼面及外腹面,有利于裝配過程,便于起模;對于右縱梁的外腹面可采用氣缸定位,縱梁內(nèi)腹面可用雙頭氣缸二次夾緊。

        4.3 車架橫梁定位

        根據(jù)實際情況進行調(diào)整,若汽車車架工裝中使用槽型橫梁,可以利用車架縱梁間的寬度來規(guī)范汽車的車架寬度方向;在車架的橫向及縱向定位中,可采用L形定位塊,對其完成限位再完成點焊。前期的工裝設(shè)計中,將圓管橫梁穿過位于車架縱梁上的橫梁孔,然后,將其直接焊接在加強梁及縱梁上。

        4.4 板簧支架定位

        在汽車車架工裝板簧支架定位方面,前后板簧支架可利用吊耳孔進行準確定位。

        4.5 氣路設(shè)計

        在氣路設(shè)計中,從氣管中進入的氣體,可以從總路徑分入左右兩側(cè)的支管路徑,由配氣控制閥進行總控制,使其進入夾緊器氣缸,可有效保證氣路的暢通。

        5 預防焊接變形的方法

        在焊接實踐中,很容易產(chǎn)生大量熱,這些熱對焊接變形過程的形成有促進作用,另外,在各操作流程中,各部件相互交錯也是引起變形的主要原因。結(jié)合產(chǎn)生變形的原因,可以采用如下措施加以預防。1)快速推拉夾具的方法:具體是在快速推拉夾具的協(xié)助下,把車架前、后段槽鋼臨近并脫離定位。2)絲杠緊固車架大梁:車輛大梁在胎具中的有效定位不僅要依靠定位塊,還需使用由絲杠制作的夾具壓住型鋼壓住,促使其臨近定位塊的一端。3)盡量減少隨機誤差,進而從根本上保證工件質(zhì)量,工件隨著隨行夾具一并傳輸至下一個工位。

        6 結(jié)語

        汽車車架是汽車的骨干,是承擔汽車動載荷量和靜載荷的主要負載者,汽車車架的安全質(zhì)量、強度、穩(wěn)定性等,都可對汽車行駛安全產(chǎn)生影響,作用于汽車的載貨能力、使用壽命等方面。汽車車架的焊接工藝和工裝設(shè)計,在一定高度上影響汽車車架的穩(wěn)定性和安全性,間接影響汽車整體性能的提升。隨著汽車車架的焊接工藝和工裝設(shè)計方案的不斷完善和創(chuàng)新,相關(guān)工藝流程不斷被優(yōu)化,相信在不久未來,我國的汽車行業(yè)會取得巨大進步。

        參考文獻:

        [1]張鵬程.SK81車架輸送線系統(tǒng)在焊裝車間的應用[J].科學技術(shù)創(chuàng)新,2018,17(19):148-150.

        [2]朱玉.汽車車架焊接工藝和工裝設(shè)計探究[J].工程技術(shù)(引文版),2017(02):00005.

        [3]秦冠強.汽車車架焊接工藝和工裝設(shè)計的分析[J].工程技術(shù)(全文版),2016(09):00298.

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