汽車前地板焊接工藝及設備的改造應用

任龍

摘 要：新能源車開發的前地板等各個分總成由零部件供應商來完成焊接交付，零部件供應商根據產量需求、現有工藝設備特點做出可行的制造工藝方案，通過實際生產應用發現并解決問題，完成主機廠賦予的生產供應任務。文章對其焊接工藝與工裝設計進行較全面的論述。希望能與同行共同分享實踐經驗，共同優化汽車車架結構的設計效果，提升汽車結構設計的安全性能，推動我國汽車行業健康、持續發展進程。

關鍵詞：汽車;前地板;焊接;改造

1 導言

隨著我國科學技術以及社會經濟的飛速發展，我國汽車行業較之前相比已經取得了較大進步，各種先進的科學技術以及維修設備也被引進到汽車維修中，這樣就極大地延長了汽車的使用壽命，方便了人們的日常出行，促進我國現代汽車行業創新發展。

2 汽車車架結構特征

車架是承受載荷的基礎構件，也是影響汽車使用年限的關鍵因素之一。北汽福田作為國內輕型載貨汽車行業的一個主要制造企業。筆者以時代輕卡為實例去闡述車架的結構特征。為了增強車架強度，應在縱梁中焊接加強縱梁，車架總長度大概是6500mm，外寬是760mm，規定車架上平面的平面度≥2mm，左右兩側縱梁對角線長度偏差最大值≤3mm，板簧支架對角線偏差最大值≤2mm。車架上部的發動機支架、板簧支架等均應被焊接在相應部位。焊接接頭達到了幾百處，接頭位置焊縫眾多，焊縫焊接質量是影響車架強度與剛度、外觀要求與裝配精度的主要因素，正因如此，一定要科學規劃合理的焊接工藝，進而確保車架加工的整體質量。

3 生產驗證及問題

在樣件生產階段，通過幾個批次的生產調試，固化工藝參數、焊點順序、整改夾具的現場問題等等，保證了產品初期的質量要求。但生產過程中發現焊鉗電纜阻力大、操作費力、一人難以操作、需要兩人操作、偶爾出現個別位置焊穿的質量問題、焊穿點幾乎都在斜面上，但通過返修等處理措施，也保證了樣件生產階段的交付質量要求。

為了解決焊穿這個質量問題，應用G8D方法，否定了早期認為是操作員剛焊新品使用焊鉗操作還不熟悉的因素，重新確定了是分體式焊鉗的問題：斜面角度多，焊鉗翻轉電纜阻力大，人力固定困難且費力，易將零件焊。解決方案：（1）增加一個60°過渡接頭，使直接壓在焊鉗擺臂上的電纜改變安裝方向，直接從兩擺臂之間穿過，減輕員工操作焊鉗翻轉時遇到的阻力;（2）設計安裝一種限位裝置，在焊鉗翻轉到某角度時固定焊鉗角度，且盡量減少翻轉角度的轉換。

4 汽車焊接工藝及設備的改造

4.1 二氧化碳氣體保護焊

二氧化碳氣體保護焊焊接工藝比較成熟而且焊接成本也比較低，維修人員可以應用這種焊接工藝快速焊接，同時還能具有較高的焊接效率。二氧化碳氣體保護焊焊接工藝的特點為不易受焊接位置以及零部件尺寸的影響，焊接之后具有良好的抗裂性而且零部件不容易出現變形。

4.2 汽車車架焊接工藝

（1）合理選擇車架結構材料。通常情況下，汽車車架焊接工藝大體上是應用16Mn低合金鋼或Q235A，以上兩類材料焊接性能優良，且厚度適宜，完全符合汽車車架焊接工藝對材料提出的要求。以上2種焊接材料在應用前無須進行熱處理，也不必使用特別的車架焊接工藝，車架在焊接實踐中不易形成裂紋或氣泡。（2）掌握正確的車架焊接方法。焊接方法是影響車架焊接質量的主要因素之一，因為汽車運行過程中車架是承受動載作用力的主要構件，因此對車架剛性提出較高的要求。在車架焊接期間焊接以后的收縮力處于較高水平，因此一定要選擇和汽車整體構架及性能相匹配的焊接方法，同時嚴格依照車架焊接工藝參數，以實現對線能量的更有效調控。（3）焊接加熱工藝。汽車車架是由數百條焊接材料整合在一起的，焊縫較短小并且集中分布，如果架體焊接加熱缺乏勻稱性或焊接人員進行數次加熱，焊接接頭易在熱力作用下而降低接頭承載性能。

4.3 生產節拍驗證

影響生產節拍及焊接質量的焊鉗改造完成驗證成功后，再對生產過程中發現的焊點焊接難易度再優化焊點，確定每序的焊點數，實際生產時間、節拍數據如下：

（1）正面焊接：56點，256秒，約14JPH。（2）反面焊接：77點，275秒，約13JPH。（3）補焊：88點，268秒，約13.2JPH（含轉運上產品架時間）。

從上可以看出，3組4序的工藝方案，生產瓶頸節拍為13JPH，符合顧客提出的12JPH的要求，達到了工藝方案設計要求。

4.4 預防焊接變形的方法

在焊接實踐中，很容易產生大量熱，這些熱對焊接變形過程的形成有促進作用，另外，在各操作流程中，各部件相互交錯也是引起變形的主要原因。結合產生變形的原因，可以采用如下措施加以預防。

（1）快速推拉夾具的方法：具體是在快速推拉夾具的協助下，把車架前、后段槽鋼臨近并脫離定位。（2）絲杠緊固車架大梁：車輛大梁在胎具中的有效定位不僅要依靠定位塊，還需使用由絲杠制作的夾具壓住型鋼壓住，促使其臨近定位塊的一端。（3）盡量減少隨機誤差，進而從根本上保證工件質量，工件隨著隨行夾具一并傳輸至下一個工位。

4.5 零部件焊接工藝的應用

現代汽車零部件焊接工藝的應用主要可以體現在車身制造、電子工業以及沖壓生產中，我國現代汽車維修企業應當根據車身的實際情況確定適合的焊接工藝，這樣才能在滿足用戶需求的同時提高自身的焊接效率，進而逐漸提高自身的行業地位以及行業競爭力。（1）在車身制造中的應用。目前我國大多數的現代汽車零部件焊接均采用激光焊接工藝，應用此種焊接技術可以大幅度提高材料的使用性能以及焊接性能，有效提高焊接效果，使車架、車窗以及車身具有良好的使用性能。（2）在電子工業中的應用。隨著我國信息技術以及自動化技術的不斷發展，焊接工藝在汽車制造行業、電子工業以及生物醫學領域也得到了廣泛應用。

5 結束語

綜上所述，零部件供應商承接主機廠的前地板零件開發后，根據生產批量大小來確定工藝方案，利用現有設備、工位、產能節拍，策劃出投資最小最經濟可行的制造工藝方案3組4序?，F代汽車維修人員也應當重視提高自身的維修能力以及工作水平，這樣才能良好滿足社會發展的需求，提高我國汽車零部件焊接技術的先進性、創新性和科學性。

參考文獻：

[1]張鵬程.SK81車架輸送線系統在焊裝車間的應用[J].科學技術創新，2018，17（19）：148-150.

[2]毛新麗.C型手工電阻焊鉗選型示例[J].裝備制造技術，2016（02）：187-188+200.