汽車車架焊接變形及控制方法

漆鵬飛

摘 要：在焊接汽車車架的過程中，由于焊接技術及焊接順序等原因，會使車架發生應力和變形，進而導致車架最終的質量與尺寸的精度受到極大的影響。因此，要加強研究車架焊接變形的原因，并在焊接時選擇合理的焊接順序及焊接方法，做好汽車車架焊接的控制。本文分析了汽車車架焊接變形的原因，并給出了焊接變形的控制及矯正方法，以期能夠為相關人員提供參考。

關鍵詞：汽車車架;焊接變形;控制方法

汽車車架不僅承受著車輛底盤的重要零部件，還要承擔汽車整體及其承載的全部重量，同時還要承受著在車輛行駛過程中傳來的各種力，由此可見，汽車車架是關系到整個車輛使用壽命的關鍵。但是，在汽車車架進行焊接時，由于加熱與冷卻的不均勻，就容易造成車架焊接的過程中產生應力與變形，因此，需要采取相應的措施提高焊接工作的精度，減少車架焊接過程中的應力與變形。

1 汽車車架焊接變形原因分析

汽車車架的焊接過程是對其局部加熱且不均勻的，由于溫度的不均勻，車架焊縫及焊點周圍的溫度最高，會使材料發生膨脹的現象，但是，因為焊點的熱源能夠波及的范圍極小，加之車架其他部位的金屬溫度較低，導致焊接接頭的膨脹及收縮受阻，再加上焊接溫度造成了局部組織的變化，使車架的金屬材料產生了內應力，從而形成了車架焊接結構變形的現象。總的來說，汽車車架焊接變形的原因主要是以下幾點：

1.1 車架受熱不均勻

在車架焊接的過程中，由于車架的焊縫受熱不均勻，導致車架出現熱脹冷縮的現象，在焊縫的溫度冷卻之后，車架內部就會產生殘余的內應力，使之出現變形的現象。

1.2 焊縫的收縮

車架焊接之后，在焊縫冷卻的過程中，焊料會由液態成為固態，其體積也會產生一定的收縮現象，并且車架的焊縫與母材是一個整體，焊縫的金屬無法自行膨脹或者收縮，因此，就導致了整個車架出現了變形，同時也造成了焊縫中殘余焊接應力的出現。

1.3 焊縫的剛性和拘束

車架焊縫的剛性和拘束所產生的作用，會對車架的變形和應力造成一定的影響。焊縫的剛性指的是焊件對于抵抗焊接變形的能力，而拘束是對焊件周圍的車架變形所產生的制約作用。車架的本身是具有剛性的，其強度是受到車架的材料、橫截面積及車架尺寸的大小的影響，而拘束的產生是一種客觀的條件，車架本身的剛性及周圍金屬受到的拘束較小，車架焊接變形的程度就大，但是內部的焊接應力反而會小[1]。

1.4 焊接工藝流程引起的焊接變形

車架的焊縫分布廣泛，且總程較長，因此，在焊接的過程中，施焊的先后順序及焊縫的分布位置都會對焊接產生較大的影響，如果焊接的時候順序不對，或者焊縫的位置分布不對稱，就會產生線性縮短，從而導致車架彎曲變形，如果焊接技術水平不夠，造成焊縫的截面偏離接頭截面重心，就會產生角變形的現象，并且焊縫的數量越多，產生的變形就越大。

2 汽車車架焊接變形控制方法

2.1 優化汽車車架及焊點設計

汽車車架焊接設計的尺寸越大，焊接的工作量及變形就越大，因此，設計人員在保證車架整體承載能力及車輛安全的情況下，要盡量減少焊接的尺寸及焊接的總量，同時還要避免出現過度集中焊接的情況。另外，焊接的位置要盡量靠近結構截面的中性軸，最大程度的保證焊接的對稱，使焊接引起的撓曲變形有效的抵消。

2.2 選擇合理的焊接順序和焊接方法

在焊接焊縫對稱的車架時，焊接人員要采用對稱的焊接方法，從而有效的減少焊接的變形。焊接不對稱的車架時，則要先對焊縫少的一側施焊，焊縫多的一側要后焊，如焊縫的壁厚不一致，則要先焊薄邊，給焊縫留有橫向收縮的余地。如焊縫較長，則可以采用跳焊或者先焊中間在焊兩端的方法進行，使焊縫的受熱均勻，從而減少焊接的變形[2]。

2.3 利用反變形法控制焊接變形

在焊接之前焊接人員要詳細的了解車架的設計要求，并對焊縫可能會出現的形變方向進行分析，合理的設計出反變形的參數之后，在對焊接的焊點進行反方向的變形施焊，使焊接之后發生的變形抵消掉，以達到控制變形的目的，這就是反變形法。

2.4 采用剛性固定法控制焊接變形

采用剛性固定法可以夾緊焊件，將焊件固定住，使其無法自由的變形在進行施焊，能夠減少車架焊接之后的變形。剛性固定法可以使用在車架焊接之前，車架不方便使用反變形法的時候，可以通過夾具將車架進行固定，在固定時所使用的夾具剛度越大，焊接變形就會越小，從而使其得到有效的控制，限制焊接變形，在焊點冷卻之后在將車架放下，就會極大的減少焊接變形的現象，這也是剛性固定控制焊接的優勢。

3 焊接變形的矯正

在車架的焊接工作中，變形是不可避免的，因此，可以采用矯正的方式來調整車架焊接變形的現象，同時也盡量減少焊接變形所帶來的損失。現階段中，車架焊接變形的矯正方法有兩種，機械矯正和火焰矯正。機械的矯正方法是對焊接之后車架變形的位置，根據實際情況采用相應裝置對其加固，使之與變形的位置方向相反，但應力相等，從而抵消掉變形所產生的應力，并減少形變量。火焰矯正法就是將變形的零件再次進行加熱，加熱之后再對其矯正，使之恢復到原來的形狀[3]。

4 結語

綜上所述，在汽車行業的發展中，車架焊接變形是一個始終困擾著汽車行業，且無法避免的問題，因此，需要采用相應的焊接技術對焊接點進行控制，如發生變形要采用對應的矯正方法進行矯正。在具體的車架焊接過程中，要根據實際焊接的情況選擇合適的焊接方法，對其進行控制，保證焊接的安全與實用，減少矯正工作的進行，提高工作效率。

參考文獻：

[1]肖敏.汽車副車架焊接變形及控制方法[J].裝備維修技術，2019（04）：177.

[2]李衛華.汽車車架焊接過程焊接變形控制方法[J].汽車與駕駛維修（維修版），2017（07）：101.

[3]李婷.汽車車架焊接變形情況及有效控制方法研究[J].黑龍江科技信息，2016（02）：101.