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浅析汽车车身的焊接工艺设计(10)

2018-10-13 10:59:00
陆启蒙
原创
2388
摘要:车身焊接是汽车生产中的重要工艺环节,相对于汽车总装与涂装工作而言,车身焊接具有较强的刚性,一旦车型更换,便需要同时更新焊接工艺。因此,为了促进汽车行业的发展,则应深入研究焊接工艺设计方面的问题。分析了焊接工艺的设计要素,包括车身数模、车身各个零部件的具体明细表、样车、样件及全套图纸;同时探讨了汽车车身的常见焊接工艺,包括凸焊工艺与点焊工艺。

1 焊接车架前分析


车架是承受汽车重量的关键部位,就和人体的骨骼一样,没有健全并且运转良好的骨骼支架,就不能健康的站立、行走和生活。汽车车架是联系汽车其他各个部分的一个重要结构,也是承受载荷的基础部件。在汽车生产成功后,它不仅仅需要承受汽车的静载荷,更要承受汽车不断行驶过程中的动载荷。所以,一个汽车使用寿命的长短,和汽车车架有很 大的关系。

边梁式焊接是目前国内载货汽车一般会使用的车架焊接方式。本文主要是以北汽福田的一种货车为例来分析。北汽福田是国内轻型载货汽车行业的主要生产企业之一,而时代轻卡作为其主导产品,自然有特殊和值得学习的地方。主要分析的是它的结构特点。其中七根横梁和两根槽型纵梁,是由它们焊接而成的该车架的闭合式架构。为增加车架的强度,纵梁内部焊接加强纵梁,车架总长约 6500 毫米,外宽760 毫米,车架上平面的平面度要求不得大于 2 毫米,左右纵梁对角线长度最大偏差不超过 3 毫米,板簧支架对角线最大偏差不超过 2 毫米。车架上的发动机支架、驾驶室支架、板簧支架等焊接在相应的位置。焊接接头共有几百处,接头处焊缝多,每一条焊缝的焊接质量都直接影响到整个车架的强度和刚度,影响外观要求和后续工艺的装配精度,因此,必须设计合理的 焊接工艺和车架焊合台,以能保证车架总成的质量。


2 点焊是一种常见的电阻焊工艺


在对 汽车车身焊接时如采用点焊工艺,则焊点一般为4000 个~6000 个,如帕萨特 B5 型汽车车身的焊点为 5892个,荣威 750 型汽车的车身焊点为 5300 个。为控制点焊质量,在焊接施工中应注意以下问题。 

(1)零件料厚比的控制。 板件加热过程容易受到焊接电流及时间的影响,所以应尽量 避免不同零件料厚比相差过大,以免对焊接质量造成不良影 响,如引起薄板焊穿而厚板尚未完全焊透的问题。如对几个 不同的零件同时进行焊接,则料厚比应为 1/3~3,且点焊板 层数应<3 层;如因工艺需要必须同时焊接 4 层板,则可以 利用开焊接工艺缺口的方法加以解决。

(2)严格控制车身边 缘与焊点之间的距离,并保证焊点间距符合工艺要求。车身 边缘与焊点之间的距离应满足 tv=0.8t1+0.2t2,其中 t1、 t2 分别为薄板厚度与厚板厚度,tv 为边缘与焊点之间的距 离。实践证明,如点焊时 tv 过大则将会引起车身零件出现 起翘问题。在控制焊点间距时应将车身刚度要求作为依据, 避免出现刚度分流现象。

(3) 控制好焊接面与焊接空间。 为避免在焊接车身时出现虚焊等问题,则应保证不同薄板之 间的焊接面实现完全贴合,并合理设置点焊缝的位置。在焊 接空间方面,可以尽量使 C 型 焊枪或 X 型焊枪接近点焊接头。


3 汽车车架焊接工艺流程


3.1 二氧化碳气体保护

之所以在汽车车架焊接工艺中应用二氧化碳气体保护,是因为利用其可以有效控制车架焊接成本,提高汽车车架的抗裂纹及抗锈、抗氢能力,对提高汽车生产效率具有重要的促进意义。不仅如此,利用二氧化碳气体保护在车架焊接完毕后可以不进行清渣操作,且焊接变形较小,适合车架的各个位置的焊接。那么要在汽车车架焊接工艺操作中充分发挥二氧化碳气体保护的作用力,就要确保车架焊接工艺参数的精确性。一般情况下,焊机的型号应选择 NBC-350,焊丝牌号应为 H08Mn2S1A,焊丝直径应为 1.0mm,焊接电流应为170-210A,电弧电压为 22-26v,焊接速度应保证在 50cm/min,气体的流量应为 10-13L/min。

3.2 车架焊接工艺流程

在汽车车架焊接工艺实施中,应全面结合车架焊接工艺组成的结构特点,同时还要充分考虑车架焊接变形问题,在此基础上对车架焊接所使用的各个 焊接材料进行合理组合。另外,若在车架焊接过程中存在焊接变形状况,那么应及时采取相应的矫正措施,确保汽车车架焊接整体质量。在汽车车架焊接工艺操作中,应按照零部件组焊、焊纵梁加强梁、纵梁焊后矫形、大桩定位点固焊、车架补焊、车架装配、车架矫形、车架检验及车架涂装等环节依次进行,确保焊接顺序的正确性是保证汽车车架焊接质量的关键。焊接变形是影响汽车车架焊接质量的重要因素,因此在车架焊接工艺操作中应尽量减小变形,在车架焊接工艺中应先对车架进行结点固焊,而后再从中间向两端进行对称补焊,补焊工艺操作完成后应采用机械法对车架焊接的总成进行矫形,若焊接变形较为严重则应该采用加热法降对其进行全方位矫正。


4 结语


综上所述,车身焊接工艺可对汽车整体的质量产生极大的影响,所以应注意在完善焊接工艺设计的基础上对车身 焊接方法进行优化。此外,由于 汽车车身焊接工艺的设计受到多种因素的影响,如投资限制、精度要求、工艺水平及用户观念等,所以在选择与设计焊接工艺时也应全面考虑多种因素,以保证车身焊接质量与设计要求相符。




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