柏雨松

摘要：本文主要針對(duì)普通公交客車的側(cè)圍制作時(shí)易發(fā)生的焊接變形、直線度偏差問(wèn)題進(jìn)行描述及分析，通過(guò)調(diào)整工裝器具、改進(jìn)作業(yè)手法等手段，達(dá)到提升側(cè)圍質(zhì)量并的目的。

關(guān)鍵詞：客車工裝器具焊接變形直線度偏差作業(yè)手法側(cè)圍質(zhì)量

緒論：

焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最重要的加工工藝之一，它廣泛應(yīng)用于制造、維修各類結(jié)構(gòu)的零部件及設(shè)備當(dāng)中?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，幾乎所有行業(yè)（如汽車、船舶、航空航天、橋梁、能源、電子）都離不開焊接技術(shù)，可以說(shuō)焊接技術(shù)的發(fā)展水平已然成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)程度的重要標(biāo)志[1-2]。

隨著各公司產(chǎn)能的提升，客車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加大，公司內(nèi)部及社會(huì)對(duì)客車質(zhì)量的要求也在不斷提升，其中一項(xiàng)就是關(guān)于客車白車身整體平整度的提升要求。而白車身的質(zhì)量提升不僅需要從車身設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，更要從制造工藝上加以改進(jìn)，側(cè)圍占據(jù)著整車上70%以上的可見面，因此對(duì)于側(cè)圍制作水平的提升顯得更加重要。本課題主要圍繞公司6105的常規(guī)10米車型和6802、6852等8米車型為研究對(duì)象，從弧桿件制作、骨架拼裝，工裝定位優(yōu)化等方面進(jìn)行改進(jìn)，并逐步推廣到11米車、12米車或新型8米或10米車。

論文主體：

結(jié)合公司成熟的八米（6801、6851）、十米（6106、6105）車型投產(chǎn)情況，對(duì)主線整形工位完工后常見的側(cè)圍問(wèn)題進(jìn)行記錄，并列出關(guān)鍵尺寸控制清單表，如表一所示：

表一體現(xiàn)出的主要問(wèn)題為側(cè)圍弧度與樣板之間的偏差、側(cè)圍縱梁（腰縱梁、底縱梁）直線度偏差，其中側(cè)圍立柱整體不貼合間隙的達(dá)標(biāo)率為0;腰梁直線度偏差的合格率僅20%。對(duì)此，我們逐一展開討論。

一、側(cè)圍立柱弧度與樣板間隙偏差

在進(jìn)一步觀測(cè)完成整形但還未進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)、合裝的側(cè)圍骨架的關(guān)鍵尺寸后，發(fā)現(xiàn)不符合檢驗(yàn)樣板的側(cè)圍立柱主要集中在中立柱、后立柱處，不符合樣板的區(qū)域在立柱上呈離散型分布（見圖一）。

從圖一的間隙分布情況可以看出，超出弧桿件樣板的區(qū)域主要集中在距離弧桿件端頭1000mm～2000mm范圍內(nèi)，且間隙都已達(dá)到3mm以上，但零件在開始制作的前、后階段的樣板比對(duì)中，此區(qū)域并未表現(xiàn)出與樣板不符的情況（圖二），由此可以初步判斷是制作過(guò)程中因焊接而產(chǎn)生的變形。

眾所周知，氣體保護(hù)金屬極電弧焊采用金屬焊絲作為電極（熔化極），焊絲以恒定的速度送給，在焊絲與母材之間形成電弧進(jìn)行焊接。為了將焊接區(qū)和空氣隔離，常采用氬氣和CO2氣體或氬氣+二氧化碳混合氣體（俗稱富氬氣體）充當(dāng)保護(hù)氣。當(dāng)氬氣作為保護(hù)氣體時(shí)，稱為熔化極氬弧焊接;當(dāng)CO2氣體作為保護(hù)氣體時(shí)，稱為CO2電弧焊;當(dāng)富氬混合氣體作為保護(hù)氣體時(shí)，稱為混合氣體保護(hù)電弧焊?；旌蠚怏w保護(hù)熔化極電弧焊適用于結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼的焊接，其特點(diǎn)是在細(xì)徑焊絲中通以大電流，高速度焊接。因此，該焊接法在橋梁、汽車、工程機(jī)械的焊接中廣泛運(yùn)用[3]。

為了判斷焊接變形是如何產(chǎn)生，我們選定一名已獲取中級(jí)焊接工證的師傅作為固定的操作工，選用同一臺(tái)松下KRII200型CO2氣體保護(hù)焊機(jī)作為焊接工具。依據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書中的焊接參數(shù)（焊接輸出電流：110～140A，焊接輸出電壓：20～23V）對(duì)焊機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取下圖（圖三）中黃色圈標(biāo)記部分進(jìn)行焊接作業(yè)，并對(duì)焊接前后與樣板進(jìn)行比對(duì)的間隙大小作為變形與否的驗(yàn)證，得出變形情況統(tǒng)計(jì)（表二）。結(jié)合所選部位的焊接量和表格反饋的結(jié)果可以看出，兩根方管進(jìn)行簡(jiǎn)單拼接時(shí)，在給定的焊接參數(shù)條件下，其變形量對(duì)焊后的質(zhì)量影響不大;但當(dāng)局部出現(xiàn)3根甚至更多件與件的連接時(shí)，焊接變形將對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。鑒于此，再針對(duì)需要多次焊接的部位進(jìn)行篩選和跟蹤，得出以下的參考點(diǎn)和試驗(yàn)結(jié)果（圖四、表三）。

二、腰梁直線度偏差

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和照片顯示，最大處的直線度偏差達(dá)到7～10mm（圖五）。將圖中的直線度繪制成偏差表（表四）后可直觀看出直線度的偏差分布呈中間高（凸起）兩端低（凹下）的上拱形變形狀?？紤]到前輪后至后輪前的區(qū)域內(nèi)主要是側(cè)圍立柱與腰梁的簡(jiǎn)單連接，再結(jié)合技術(shù)圖紙發(fā)現(xiàn)腰梁長(zhǎng)度是在1000mm以上，有的甚至是超過(guò)2000mm的P型（Q235A＼＼P70*50*30*10*2.0/50面開電泳孔）管，初步分析認(rèn)為是因異形管且長(zhǎng)度較長(zhǎng)而導(dǎo)致甩尾變形。但因窗洞尺寸已被確定不能輕易更改，故暫不能考慮縮短單根腰梁的尺寸進(jìn)行改進(jìn)，頂多只能將腰梁的分段位置改為側(cè)圍立柱的內(nèi)空間距大小進(jìn)行下料;依據(jù)腰梁變形的特點(diǎn)以及生產(chǎn)過(guò)程中的作業(yè)環(huán)境，打算對(duì)生產(chǎn)前期的準(zhǔn)備工作上進(jìn)行工藝優(yōu)化以減弱此種變形的發(fā)生。由此我們?cè)诤附犹ゾ叩难焊浇?，重新設(shè)置定位塊的位置，以消除腰梁在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的Z向（高度方向）焊接變形（圖六），依據(jù)變形的位置和上抬高度，將對(duì)應(yīng)位置附近的定位塊在制作產(chǎn)品前提前給出反向的定位控制，從而達(dá)到緩解變形的目的。

三、結(jié)論：

綜上，對(duì)于客車側(cè)圍制作中常出現(xiàn)的兩類問(wèn)題——側(cè)立柱弧度與檢驗(yàn)樣板偏差大、腰梁直線度偏差分別給出以下措施：

（1）在其它條件不變的情況下（例如操作員工、焊機(jī)型號(hào)、物料種類、作業(yè)環(huán)境等），當(dāng)局部的焊接部件數(shù)量增加，若再使用同樣的焊接參數(shù)和作業(yè)手法對(duì)此區(qū)域進(jìn)行焊接時(shí)，因熱輸入量的集聚將導(dǎo)致收縮變形加劇，進(jìn)而影響側(cè)圍立柱弧度的符合性;本例中側(cè)圍立柱的拼焊按額定輸出電流在110～140A，額定輸出電壓20～23V進(jìn)行作業(yè)。但在焊接此處的埋板時(shí)，需將電流調(diào)小至90～110A，電壓在18～20V進(jìn)行焊接，且焊接需先焊接埋板兩端，再焊中間段焊/塞焊，焊縫長(zhǎng)度以埋板單邊不超過(guò)3段且單條長(zhǎng)度不超過(guò)100mm為宜，施焊速度控制在500～600mm/min;

（2）腰梁直線度的控制需在胎模上提前做好反變形，其正面焊接時(shí)主要是控制Z向（高度方向）上的變形，此反變形的大小程度需根據(jù)焊接時(shí)所用的參數(shù)、母材和作業(yè)時(shí)的手法來(lái)確定，本例中暫時(shí)只需在高度方向上做到（-3～-4）的反向變形即可。

參考文獻(xiàn)

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