汽車底盤焊接工藝開發

賈祥宇 李文斌

【摘 要】汽車底盤焊接總成產品，如副車架、擺臂、非承載式車身車架等大部分采用電弧焊焊接工藝，熱輸入量大，焊接變形復雜，其工藝的開發過程難度較高、過程復雜，一直是行業關注的焦點。本文基于檢測專用汽車底盤車架就其容易產生的局部松曠磨損、疲勞裂紋普遍問題展開焊接維修策略探討，從焊接設備、前期防護、焊接工藝應用等層面進行了維修焊接技術應用深入研究，對有效解決專用汽車底盤車架使用中容易產生的安全隱患問題、提升專用汽車優質性能、延長其服務使用壽命有積極有效的促進作用。

【關鍵詞】汽車底盤；焊接工藝

引言

本文基于檢測專用汽車底盤車架就其容易產生的局部松曠磨損、疲勞裂紋普遍問題展開焊接維修策略探討，從焊接設備、前期防護、焊接工藝應用等層面進行了維修焊接技術應用深入研究，對有效解決專用汽車底盤車架使用中容易產生的安全隱患問題、提升專用汽車優質性能、延長其服務使用壽命有積極有效的促進作用。

1、定時檢查專用汽車底盤車架

專用汽車較普通汽車而言具有多品種、小批量以及裝有專用設備、專用底盤車架等特點。專用汽車底盤車架作為汽車基礎元件通過直接或間接方式裝配于底盤中，在汽車工作過程中會受到來自各個地方的力的綜合作用，有些部位由于長期受集中力產生磨損或者疲勞裂紋，如果不及時發現并進行維修補救工作，將會給專用底盤車架帶來致命的危險，導致其提前結束服務使命，危及人身安全，造成經濟損失。因此，應通過對專用汽車底盤車架定期敲錘、清洗、加脂、調整、緊固檢查等方式及時發現問題，不漏過細節，特別要關注容易產生裂紋、磨損的部位，早發現、早制定維修保養方案，避免事故發生，營造安全可靠的專用汽車底盤車架使用環境。

2、機器人焊接生產線設計設計

焊接機器人生產線的設備之前，以下兩點需要注意：（1）在達到制造綱領的前提下，生產線要具備柔性條件。（2）生產質量達到要求。由于車架、后橋的焊縫特性，由于焊件的焊縫數相同，可優先以焊接形變小的原則來布置焊接順序，可采用雙、四工位焊接機器人柔性系統對其分別進行施焊。當生產綱領為雙班制、27天、月產8000套的生產計劃時，根據對各部件總成的焊縫數、焊縫尺寸的統計和對焊縫特性的分析，可由6套焊接機器人系統構成一個工作站來完成一條前車架生產線的生產。

3、底盤件產品設計工藝性審查

進行產品設計工藝性審查，是使新設計的產品在滿足使用功能的前提下，應符合一定的工藝性指標要求，以便在現有生產條件下采用經濟、合理的方法完成制造，同時在工藝審查過程中提高審查能力，為后續的使用維修提供便利，以確保產品設計實現低成本、高質量、短周期的開發目標，并且更容易制造。為了保證設計的產品具有良好的工藝性，在產品設計的各個階段均應進行設計工藝性審查，主要包括交流數模設計階段的審查、工藝數模設計階段的審查、NC數模及工作圖設計階段的審查。將評審的內容編寫成報告書，并留存記錄表，后續將報告書分類、編寫審查標準。評審時，需要制定一系列審查標準，作為判斷標準。那么對于底盤焊接總成件，重點關注的是定位設計及構造設計2部分，需要掌握正確的分析方法和眾多的案例用以形成審查標準。1）定位設計：焊接構造各工件的關系，稱為定位；2）焊接構造：指構成焊接件的各單件的物理結構，包含焊道等。

4、專用汽車底盤車架維修焊接總成技術策略

在修復焊接專用汽車底盤車架產生總成裂紋進程中我們應盡可能采用不令車架總成解體的焊接工藝，進而降低車架總變形量及相應拆裝總成工作量，可通過測量對角線、中心孔等距離尺寸，確保車架焊接修復總成后具有高精度裝配性能。同時要想保障集中應力部位在焊接修復之后不再產生裂紋，我們首先應將其原有缺陷進行有效消除，控制修復強度應較原有結構具有更高水平。當發現專用汽車底盤車架存在鉚接面松曠鉚釘現象時，我們應及時予以修復，首先應進行焊接然后后鉚接，進而預防其鉚釘產生氧化變化并繼續發生松曠現象。倘若專用底盤車架產生裂紋相對較短，那么在焊接修復階段我們應確保其焊縫尺寸應較原尺寸高出1mm左右，如果尺寸過高則會引發新一輪集中應力點的產生，倘若焊縫對裝配要求產生了影響，我們應將其做磨平處理，進而有效提升表面修復質量。倘若底盤車架產生的總成裂紋過長，我們應考量采用加固或挖補修復處理方式，應確保挖補板或加固板同原車結構充分適應，同時挖補板的厚度與材質應確保與母材等同，且維修加固的板材厚度應低于木材厚度。對于其形狀的選擇我們應盡可能采用菱形或三角形加固板，不應采用矩形板，進而有效抑制產生過于集中的應力。基于焊接裂紋引發的變形問題對裝車精度產生影響，我們則應考慮采用定位裝置在焊接前期進行定位找正。

5、合理實施焊前防護管理

焊接維修進程中我們應對各類專用汽車電、機、管、液等裝置實施完善保護，尤其應對專用設備及發動機進行全部連線的斷開保護，進而有效預防感應電流遭到不良破壞。同時我們應就近將其接地極電纜固定于所要焊接修復的專用車架總成周圍，合理避免焊接過程中產生的電流通過電氣元件、蓄電池、液壓元件、各類管線、油箱、管線及機械配合面等部位，同時我們應將蓄電池等各類電器元件做關斷開關處理，最安全有效的方式為斷開接地極蓄電池，預防焊接電流引發的火災事故或燒毀、燒傷重要元件。在焊接維修前期我們首先應將影響焊縫范圍內的油污、油漆污漬予以清除，進而避免其對焊縫質量產生不良影響，同時降低有害氣體直接對操作焊接維修人員身體的安全傷害。

6、焊接夾具可調性設計

6.1、反變形設計

根據以往經驗，對底盤類焊接件變形規律進行大量的數據統計，現已掌握其變形規律。根據產品數模與圖紙進行焊接夾具設計時，對夾具內各定位點位置的確定已考慮了焊接變形量，焊接完畢后，產品尺寸經正常收縮后，即可達到產品圖紙要求的精度，此設計形式對焊接工裝設計工程師的要求很高。

6.2、完全依據產品數模設計焊接夾具

不考慮焊接變形規律，直接根據產品數模尺寸設計焊接夾具的各定位機構的位置。此種方式，往往是以往沒有總結過此類產品的焊接變形規律，或是開發1種新結構的底盤焊接類總成，尚不清楚其焊接變形規律，這也是最常用的設計方式。綜上，不論是第1種還是第2種夾具設計方式，由于焊接工藝存在焊接變形，在安裝調試、批量生產過程中都會對焊接夾具進行調整，所以2種方式設計的焊接夾具都要具備可調性。第1種設計方式只是調整量非常小（只是精度的深度調整），但是夾具也是需要調整的，也就是說焊接總成產品的精度，都是通過對焊接夾具各定位機構的實際調整調試出來的，所以在設計焊接夾具時，必須考慮各定位機構的可調性。下面舉例說明如何設計焊接夾具可調性。工件散件定位點選擇合理，每一個定位點要根據該部件在汽車上的功能確定需要調整的自由度數量，若自由度數量為n，則設計成n自由度調整機構，同時要設計調整位置精度（調整范圍±3mm）的機構，使定位元件的實際移動量與目標值之差不大于0.2mm。

結束語

總之，為有效提升專用汽底盤車架焊接修復裂縫操作水平，我們應科學檢測、完善制定維修焊接技術策略才能有效提升維修焊接工藝水平，延長其使用服務壽命，進而創設顯著應用效益。

參考文獻：

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[2] 張國華.淺談汽車底盤—后車架總成焊接工藝的優化[J].電子世界，2013（20）：234.

[3] 王華杰.汽車底盤焊縫設計技術研究[D].江蘇科技大學，2012.

（作者單位：1長城汽車股份有限公司底盤研究院；

2長城汽車股份有限公司）