鈑金加工組焊工藝分析

楊曉龍+李冰

摘 要：我國的鈑金行業產值在世界上名列前茅，不斷推動著國家從裝備制造業大國向強國轉變。

關鍵詞：展開計算；折彎工藝；鈑金焊接；鈑金噴涂

中圖分類號： V261.2+9 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）04-179-2

1 概述

鈑金加工在機械行業生產中非常普遍，是機械生產的重要組成部分，在汽車、航天等領域有著廣泛的應用。其直接決定著機械外觀，也反映著機械的成熟程度，隨著機械制造行業的迅速發展，鈑金件的形狀越來越復雜，金屬材料展開的計算、折彎、焊接、噴涂等一系列處理的工藝，直接決定了鈑金件能否具有良好的外觀、足夠的強度和必需的精度。所以準確計算其展開尺寸就成為鈑金設計的首要任務，而鈑金折彎是鈑金加工過程中非常重要的一個工序，折彎工序的好壞直接影響著零件的尺寸及外觀，尤其影響后續組焊工序的質量。文章從工藝角度并結合實際生產過程對鈑金展開計算、折彎過程及焊接、噴涂等工序進行了分析，對出現的問題給出了一定的解決方案。

2 板料展開長度計算

在折彎工作開始之前，必須要精確的計算出各種零件展開之后的尺寸和其缺口或者孔位在圖紙上的具體位置，這樣做就是為了解決激光切割導致的孔位和外形尺寸的差異不合公差的問題。外層材料會以內鈑金的彎矩作用而伸長，但是在拉伸和壓縮之間，中性層的長度不會因此而產生變化。所以普遍來說，計算鈑金部件的展開長度就是計算其中中性層的長度。鈑金部件展開的實際長度就是其直線的長度和以及中性層的長度和。其中性層的長度與其本身用料的種類、厚度、模具都有很大的關系。但是在實際加工中，由于鈑金部件的模具和折彎半徑的都一樣，在沒有特殊要求的情況下，對其折彎半徑的計算是采用簡便算法，對于實際折彎半徑的大小基本不予考慮。下面給出了90°折彎件的簡化計算方法。

簡便計算公式如下：

L=d1+d2-a

其中，L為展開長度，d1、d2為90°折彎時，零件的兩條直角邊就是其外形尺寸，a就是其的折彎補償值。這種算法適用于大部分鈑金加工時的薄板折彎件，尤其是在其折彎半徑在0.5mm到2mm之間，板的厚度小于2.5mm是，計算起來相當方便。

但是在實際生產生活當中，大部分情況對于鈑金部件的折彎補償值都是不知道的，這時候就需要用“測試折彎”的方法來獲取其的折彎補償值。具體操作如下：首先，用機床從將要測試的材料商裁剪下兩塊尺寸相等的正方形材料，再精確測量兩個方向的尺寸，然后再對其在平行方向和垂直方向上進行折彎，之后再測量出折彎之后兩個直角邊的長度，這個時候折彎補償值就等于兩個直角邊的長度和減去其原來的正方形材料的邊長，用此種方法便可或者原材料各個方向上的補償值。

3 折彎工藝

對鈑金部件彎曲變形的整個過程的了解是很重要的。在鈑金材料被彎曲時，它主要承受三個作用：彎矩作用、剪切作用和局部壓力作用。彎矩作用就是在鈑金材料彎曲和變形是主要受到的力矩。在鈑金材料變形是，其必然受到外力的影響，在其受到外力的作用下，內部必然會產生與其相抵抗的里，這時的外力與內力應該是相等的，此時若是外力相應變大，其內部的應力也會隨之變大，致使其彎曲程度也隨之變大。但是鈑金材料都有一個彈性極限，在達到彈性極限之前，鈑金材料處于彈性變形狀態，外力若是消失，鈑金材料即會恢復受力之前的形狀，但是若在鈑金材料達到彈性極限之時繼續增加外力，其塑性變形就變成永久的，就是說在撤掉外力自后，鈑金材料也不會恢復原來的形狀，會產生永久性的形變。這個過程就是我們主要研究的鈑金材料變形過程，在外力過大的情況下，鈑金材料會因為其永久性的變形而產生一些破裂，這種情況下鈑金材料就會失去其使用價值，在其折彎的過程中也會有一些其他因素會影響到鈑金的折彎工藝。

3.1 鈑金材料最小彎曲半徑

鈑金材料在彎曲時，其圓角部分的內層會受到壓縮，外層就會相應的拉伸。在鈑金材料厚度不變的情況下，其折彎角越小，材料受到的壓縮和拉伸作用就會越大。在其拉伸力到達其拉伸極限的時候，鈑金材料就會產生破裂或者折斷。因此在彎曲零件的設計中，應該在最大程度上避免較小的彎曲半徑。一般情況下，鈑金材料使用的都是較大的彎曲半徑。若是實際操作中對彎曲半徑沒有特別的要求，彎曲的圓角應該小于鈑金材料的厚度。

3.2 鈑金彎曲件孔邊距離

孔應與折彎區域保持一定的距離，因為若是兩者之間的距離過近，則鈑金材料在彎曲時會使孔發生拉伸性興辦，從而影響零件的使用。因此，在鈑金材料設計中必須保證孔邊距離在折彎后與最外層的側邊距離必須大于3倍的板厚。若是無法控制距離，則在彎曲前打小孔，然后在彎曲變形后再將其擴大，從而達到要求。

3.3 鈑金彎曲件直邊高度

對于折彎角為90度的鈑金部件，為了方便其成型使用，其高度在一般情況下必須大于其厚度的2倍。若是因為設計或者其他要求使高度小于厚度的兩倍，則必須先進行折彎操作，在折彎后再根據需求來進行加工，從而達到目標尺寸。對于有斜角的鈑金部件來說，則是先忽略直角邊，先進行折彎操作，在折彎后再進行切割操作，從而使其變成斜邊，達到目標要求。

4 鈑金焊接工藝

對于鈑金件的焊接常用的焊接方法有氬弧焊、電阻點焊、二氧化碳氣體保護焊、手工電弧焊等，針對鈑金件的結構特點應考慮整體焊接方法。在選擇焊接工藝方法時首先應滿足技術要求，在此前提下，盡可能選用經濟效益高勞動成本低的方法，對大多數結構應優先選用CO2氣體保護焊和氬弧焊。有些機床鈑金外防護由于尺寸過大，母材板幅有限，下料時需要采用拼接方式才能滿足要求，而這些鈑金件通常為板厚在2mm以下的薄板，在拼接過程中就需要考慮到焊接變形及應力，如焊接機床關鍵部位如前圍罩、擋水板等需要防水處理的拼接縫時，需要將兩張板材完全對齊，保證沒有縫隙后采用連續點焊的方式焊接，并且在焊后在拼接縫位置打上專用鈑金膠進行防水處理；在焊接中厚板并且有滿焊技術要求時，需調整合理的電流電壓，并且采用分段滿焊的方式及合理的焊接順序，保證結構強度同時減少焊接變形；在焊接密封要求高的部件如油箱及水箱時，為避免出現焊接缺陷并保證美觀，平焊位置采用開坡口的方式滿焊，焊后打磨平整并做煤油實驗試漏；在焊接易變形的大板時，內側安裝加強筋并盡量采用塞焊連接；當板材厚度在3mm以上并且對結構強度無過高要求時盡量采用段焊的方式以減小焊接變形；為提高生產效率焊接螺母可采用螺母焊機。焊接后的零件應進行表面打磨拋光處理，將焊渣及焊豆磨掉，有時也需將焊縫打磨平整，在圓弧板面對接處應打磨至圓角一致，同時打磨毛邊飛刺，防止油漆脫落。檢查焊接后的零件是否牢固美觀，有無扭曲變形，外形尺寸是否符合公差要求，并進行有效修整、修型。

5 鈑金噴涂工藝

鈑金件的外觀常常反映了最后產品的質量，所以噴涂工藝也尤為重要。常用的鈑金噴涂工藝為噴塑，處理方式為將組焊好的鈑金需要先進行酸洗除銹處理，待酸洗完

全后再用鋼絲刷打磨掉浮銹，對于一些有表面缺陷的位置或者拼接縫位置應進行打膩子的處理，待膩子固化后用拋光機打磨平整，之后進行噴粉工序，最后將噴好的工件放置高溫爐中加熱至200°C后取出，放在室溫環境直至冷卻。

6 結論

通過一定的科學實驗，加以貼合實際的加工手段和生產條件，則可探索出鈑金部件相應的折彎系數補償表。相關的研究在一定程度上加快了鈑金部件的發展，也有利于其精確加工。這樣就在提高零件的加工精度是也提高了鈑金部件的加工效率，通過有效控制焊接變形及焊后的表面處理，保證了產品的質量及美觀性，這樣才能滿足鈑金技術不斷發展的客觀需要和長期發展，適應國家經濟建設的需要，參與國際競爭。

參 考 文 獻

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