汽车车架焊接工艺和工装设计分析

汽车车架焊接工艺和工装设计分析

秦冠强

北京汽车制造厂有限公司，河北省黄骅市061100 摘 要：汽车车架焊接工艺和工装设计是汽车制造与加工过程中的关键步骤，只有把握住焊接和工装的关键技术，才能实现汽车车架的稳固和美观。

关键词：汽车车架；焊接工艺；工装设计

1 汽车车架焊接工艺研究

1.1 汽车车架焊接前期分析

汽车车架是承载汽车重力的重要部位，直接关系着整个汽车运行的安全性与稳定性，它就像人的骨骼一样，人若没有健全的骨骼支架，就不可能健康的行走生活，车架在汽车中的作用就是这个道理，若无法保证汽车车架的完整性与良好性能，那么汽车的安全运行就无从谈起。汽车车架是承载负荷的基础部件，是连接汽车其他部位不可缺少的结构。就汽车车架在汽车整体构造中的作用来说，一辆汽车使用寿命有多长在很大程度上取决于汽车车架的性能。边梁式焊接是我国汽车在汽车车架焊接工艺中常用的焊接方式，利用7根横梁及2根槽型纵梁，能够将汽车车架焊接成闭合式架构，提高汽车车架的强度。在汽车车架焊接工艺中要用到多种材料，其焊接接头较多，可达到几百处，若一个焊接接头出现质量问题就有可能影响整个汽车车架焊接质量，因此要合理展开汽车车架焊接工艺操作，保证汽车车架焊接工艺各环节的质量安全。

1.2 汽车车架焊接工艺

1.2.1 车架结构材料。在汽车车架焊接工艺开始前，应对车架结构材料进行选择，一般情况下在汽车车架焊接工艺中基本上都是采用16Mn低合金刚或者是Q235A，这两种材料焊接性加好，并且材料厚度较为适中，满足了汽车车架焊接工艺对车架结构材料的要求。采用这两种材料，并加之以合理的车架焊接工艺，那么不需要进行热处理，也不用采取特殊的车架焊接工艺，车架在焊接过程中也不容易产生裂纹或者气泡。

1.2.2 车架焊接方法。车架焊接方法也是影响汽车车架焊接质量的重要因素之一，由于汽车车架焊接需要承受汽车在运行过程中所产生的动载作用力，因此对车架的刚性要求比较高。在车架焊接过程中焊接后的收缩力比较大，必须选择与汽车整体构架及性能相符合的车架焊接方法，并依据车架焊接工艺参数，从而更好的控制线能量。

1.2.3 焊接加热工艺。汽车车架是由几百条焊接材料组合在一起的，焊缝比较短且较为集中，若车架焊接加热不均匀或者是焊接人员进行重复加热，焊接接头很容易因为热组织而导致车架接头承载能力下降。为了避免这一状况，焊接人员应处理好短焊接的起弧、收弧以及衔接，尽可能的避免补焊状况，减少重复加热的次数，从而保证车架接头的强度。

1.2.4 合理安排焊接顺序。在汽车车架焊接工艺中焊缝分布并不是完全对称的，因此为了保证车架焊接质量，在焊接在前应对车架各个部位的焊接顺序进行合理安排。就一般情况而言，很多焊接人员在汽车车架焊接工艺中基本上都是采取对称性焊接与从中间向车架两头进行焊接的方式，运用这两种焊接方式，并遵循合理的焊接顺序，在一定程度上能够减少车架焊接工艺操作中的焊接变形。

1.3 汽车车架焊接工艺流程

1.3.1 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。

1.3.2 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。

2 汽车车架工装设计方案分析

在汽车车架工艺操作中除了焊接工艺，其中工装设计工艺也是影响汽车车架整体质量的重要因素，因此确保汽车车架工装设计的合理性与科学性十分重要。汽车车架工装设计中涵盖了多个设计内容，因此要制定完善的汽车车架工装设计工艺方案，以下是对汽车车架工艺设计方案的分析：

2.1 定位基准的选择

定位基准选择是否正确直接关系着汽车车架工装操作位置的准确性，一般情况下在汽车车架工装操作中应将车架左右纵梁上的前轮中心线孔作为车架工装的定位基准孔。

2.2 车架纵梁定位

车架纵梁定位是汽车车架工装设计中的必要环节，原因在于采用车架纵梁定位夹紧的方式能够有效避免在车架纵梁焊接时的变形，同时还可以控制汽车车架的外观尺寸。

2.3 车架横梁定位

对于汽车车架工装中所使用的圆管横梁，在工装设计中应使圆管横梁穿过车架纵梁上的横梁孔直接将其焊接在加强梁以及纵梁上。如果在汽车车架工装中使用的是槽型横梁，那么应由车架两纵梁的宽度来确定汽车车架宽度的方向，车架的上下方向及前后方向应利用L形定位快限位后进行点焊操作。

2.4 板簧支架定位

在汽车车架工装板簧支架定位过程中，应采用吊耳孔的方式对前后板簧支架进行准确定位。

2.5 气路设计

在气路设计中对于从气管中来的气体，应该让其从汽车总管路中分别进入到汽车总管路中的左右两侧支管中，然后再通过配气控制阀将其引入到夹紧器气缸中，从而形成一条顺畅的气路。

参考文献

[1]彭斌，周平香，赵霞.汽车车架焊接变形及控制方法[J].热加工工艺，2011.

[2]韩根云.汽车车架焊接变形的控制[J].机械工人，2000.

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