婁萬(wàn)軍

(吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)春 130012)

0 引言

隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的質(zhì)量提出了更高的要求。汽車(chē)企業(yè)只有不斷提高汽車(chē)制造質(zhì)量，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟。焊接工藝是汽車(chē)制造中一種常用的工藝，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，具有精確、可靠、低成本的特點(diǎn)，能夠有效地節(jié)省金屬材料。然而，在焊接工藝的應(yīng)用過(guò)程中，如果出現(xiàn)收縮或受到應(yīng)力作用的影響，就會(huì)產(chǎn)生焊接變形。對(duì)焊接變形進(jìn)行有效地控制是汽車(chē)制造過(guò)程中的控制重點(diǎn)，只有對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行有效地控制，才能促進(jìn)汽車(chē)制造質(zhì)量的提升。因此，需要采取必要的控制措施減少焊接變形的產(chǎn)生。

1 引起焊接變形的原因

在汽車(chē)制造過(guò)程中，引起焊接變形的原因主要包括以下幾個(gè)方面：

1.1 工藝流程不合理

在對(duì)汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行焊接過(guò)程中，通常會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的焊接縫，這些焊接縫分布在車(chē)身的各個(gè)部位，在對(duì)這些焊接縫進(jìn)行焊接的過(guò)程中，如果出現(xiàn)工藝流程不合理的現(xiàn)象，就會(huì)造成焊接變形的出現(xiàn)。例如，在焊接步驟或焊縫布局不對(duì)稱的情況下，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線性縮短，致使焊接縫出現(xiàn)彎曲變形現(xiàn)象。而在焊接縫的截面重心無(wú)法與接頭截面重心重合的情況下，會(huì)造成焊接位置出現(xiàn)角變形。因此，車(chē)架上焊接縫的數(shù)量越多，產(chǎn)生焊接變形的幅度越大。

1.2 工裝定位不可靠

在對(duì)車(chē)身進(jìn)行焊接過(guò)程中，大部分焊接位置需要采用共工裝定位的方式，如果這些工裝的剛性無(wú)法滿足定位要求，就會(huì)對(duì)定位效果造成直接影響，導(dǎo)致車(chē)身在外力作用下產(chǎn)生變形。這些變形在焊接過(guò)程中可能表現(xiàn)得不明顯，但在焊接部位的溫度恢復(fù)正常后，變形就會(huì)更明顯。

1.3 裝配時(shí)存在間隙

在對(duì)車(chē)身進(jìn)行焊接前，需要通過(guò)裝配的方式將不同的部件組合到一起，只有做好裝配工作，才能保證焊接工作的順利進(jìn)行。一般情況下，為了保證焊接的正常進(jìn)行，需要在裝配過(guò)程中將不同部件之間的間隙控制在1.5 mm以內(nèi)，如果轉(zhuǎn)配間隙超過(guò)這個(gè)范圍，就會(huì)使焊接接頭受到一定的影響，不但增加焊接難度，而且會(huì)造成焊接變形的出現(xiàn)。裝配間隙越大，焊接時(shí)間就越長(zhǎng)，產(chǎn)生焊接變形的可能性也就越高。

1.4 焊接操作不規(guī)范

在車(chē)身焊接過(guò)程中，焊接操作的規(guī)范性會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量造成直接的影響，如果焊接操作人員在工作中沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行焊接參數(shù)，就會(huì)引起焊接變形。一般情況下，影響焊接質(zhì)量的參數(shù)主要包括輸入電流、焊條直徑以及焊接速度等。如果在焊接時(shí)出現(xiàn)輸入電力過(guò)大，使用的焊條過(guò)粗以及焊接速度過(guò)慢等問(wèn)題，都會(huì)引起焊接變形。與此同時(shí)，如果焊接過(guò)程中選擇點(diǎn)焊的形式，其產(chǎn)生焊接變形的可能性會(huì)明顯小于連續(xù)焊形式，因此點(diǎn)焊已經(jīng)成為目前的主流焊接方式。此外，如果焊接操作人員在焊接時(shí)選擇的焊接順序不合理，將對(duì)整體的焊接過(guò)程造成不利影響，同樣會(huì)產(chǎn)生焊接變形。

2 汽車(chē)制造焊接變形的控制措施

在汽車(chē)制造過(guò)程中，為了對(duì)焊接變形進(jìn)行有效地控制，需要采取以下控制措施：

2.1 保證焊接設(shè)計(jì)的合理性

在進(jìn)行汽車(chē)焊接設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了保證設(shè)計(jì)的合理性，必須嚴(yán)格控制焊接縫的形式與尺寸。焊接縫的尺寸是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如果焊接縫的設(shè)計(jì)尺寸過(guò)大，就會(huì)引起焊接變形。因此，想要對(duì)焊接變形進(jìn)行有效地控制，必須在車(chē)身承載能力的情況下盡量縮小焊接縫的尺寸，尤其是角焊縫的尺寸，必須控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。但是，焊接縫的尺寸并不是越小越好，如果焊接縫的尺寸過(guò)小，就會(huì)造成焊接后的冷卻速度過(guò)快，冷卻后會(huì)出現(xiàn)裂縫，影響焊接質(zhì)量。要在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格控制焊接縫的數(shù)量，有效減少焊接縫數(shù)量，避免一些不必要的焊接縫出現(xiàn)。同時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)焊接縫過(guò)于集中的現(xiàn)象，防止在焊接過(guò)程中出現(xiàn)重合或交叉。此外，車(chē)身設(shè)計(jì)中應(yīng)保證中心軸兩側(cè)的變形大小相同，且方向相反，能夠有效抵消焊接變形情況。

2.2 嚴(yán)格控制焊接工藝

為了有效避免焊接變形的產(chǎn)生，需要在工藝控制方面采取以下措施：

第一，應(yīng)用反變形工藝。反變形工藝的應(yīng)用需要根據(jù)焊接變形的規(guī)律進(jìn)行焊接，保證焊接部件向焊接變形的反方向移動(dòng)，對(duì)焊接變形產(chǎn)生抵消作用。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)制定針對(duì)性的應(yīng)用方案，確定反變形量，以便獲得良好的控制效果。

第二，應(yīng)用剛性固定工藝。在無(wú)法應(yīng)用反變形工藝的情況下，可以應(yīng)用剛性固定工藝，通過(guò)對(duì)部件進(jìn)行固定的方式對(duì)焊接變形進(jìn)行有效的限制。在汽車(chē)焊接過(guò)程中，剛性固定工藝主要為焊接夾具定位及緊固，這種方式夾具的裝卡剛度越大，產(chǎn)生的焊接變形幅度越小。

第三，嚴(yán)格控制焊接順序。在車(chē)身焊接過(guò)程中，焊接順序是影響焊接變形的關(guān)鍵因素，只有對(duì)焊接順序進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證順序的合理性，才能有效避免焊接變形的出現(xiàn)。因此，焊接操作人員需要在焊接過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝中規(guī)定的焊接順序，減少焊接變形的出現(xiàn)。

第四，合適設(shè)置焊縫位置。在設(shè)置焊縫位置時(shí)，應(yīng)盡量將焊縫設(shè)置在截面的中心軸上，這樣能夠使焊縫盡量的靠近中心軸，有利于減少總結(jié)構(gòu)變形的產(chǎn)生。如果焊縫的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，可以采用分段焊接或跳焊的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量輸入的有效控制，盡量降低變形率。

2.3 對(duì)焊接變形進(jìn)行校正

在汽車(chē)車(chē)身的焊接過(guò)程中，通過(guò)采取各項(xiàng)控制措施能夠有效減少焊接變形的產(chǎn)生，但是，由于車(chē)身焊接工藝流程復(fù)雜，即使在嚴(yán)格控制，仍然有可能出現(xiàn)焊接變形。針對(duì)這種情況，可以采取必要的手段對(duì)焊接變形進(jìn)行校正，消除這些焊接變形。在對(duì)焊接變形進(jìn)行校正的過(guò)程中，主要采用機(jī)械校正的方式在室溫下進(jìn)行校正。校正過(guò)程中，需要以車(chē)身中部為標(biāo)準(zhǔn)，將其放置在矯正夾具上。通過(guò)這種方式，可以向車(chē)架的前端與后端施加外力，縮小車(chē)身變形區(qū)的金屬伸張，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接變形的校正。在具體的校正過(guò)程中，需要對(duì)車(chē)身的尺寸與精度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保校正后的車(chē)身尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，還要在焊接過(guò)程中應(yīng)用剛性固定工藝與反變形工藝控制車(chē)身的焊接變形，保證車(chē)身的尺寸。一般情況下，焊接變形校正工藝適合應(yīng)用在對(duì)局部焊接變形進(jìn)行校正的過(guò)程中，對(duì)于車(chē)身整體出現(xiàn)的焊接變形，則需要采取下料或裝配補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)解決。

3 結(jié)語(yǔ)

在汽車(chē)制造過(guò)程中，需要大量的應(yīng)用焊接工藝，而焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊接變形是困擾汽車(chē)制造企業(yè)的主要問(wèn)題之一。一般情況下，引起焊接變形的原因主要包括工藝流程不合理、工裝定位不可靠、裝配時(shí)存在間隙以及焊接操作不規(guī)范等。為了有效減少焊接變形的產(chǎn)生，我們必須采取相應(yīng)的控制措施，保證焊接設(shè)計(jì)的合理性，嚴(yán)格控制焊接工藝，并對(duì)焊接變形進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接變形的嚴(yán)格控制，保證車(chē)身尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，提高汽車(chē)制造水平，促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。