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          汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設計分析

          2018-10-12 13:17:00
          陸啟蒙
          原創(chuàng )
          7647
          摘要:焊接是汽車(chē)車(chē)身最為常見(jiàn)的裝配方式之一,其焊接質(zhì)量的好壞直接影響著(zhù)汽車(chē)整車(chē)性能。因此,為了更好的推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展,應當對汽車(chē)車(chē)身焊接工藝設計方面的內容進(jìn)行深入研究?;诖?,本文將從汽車(chē)車(chē)身焊接工藝的設計要素著(zhù)手分析,研究汽車(chē)車(chē)身焊接工藝的設計,希望能起到拋磚引玉的作用。

          汽車(chē)是重要的交通工具,提高汽車(chē)制造質(zhì)量對于交通事故發(fā)生率的降低具有重要作用。車(chē)身是汽車(chē)不可缺少的組成部分,因此要注意完善車(chē)身焊接工藝,以便為汽車(chē)制造質(zhì)量的改善提供必要的條件。本文結合筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗對焊接汽車(chē)車(chē)身時(shí)的工藝設計及應用問(wèn)題進(jìn)行了分析,旨在促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。


          1 焊接工藝的設計要素

          為了順利開(kāi)展焊接工藝設計工作,必須具備以下要素:車(chē)身數模。數模是提供車(chē)身零部件位置關(guān)系及結構尺寸等設計參數的基本資料,同時(shí)利用車(chē)身數模還能夠制作各類(lèi)剖面圖及軸測圖。車(chē)身各個(gè)零部件的具體明細表,如標準件數量、規格,沖壓件編號及名稱(chēng)等。此外,樣車(chē)、樣件及全套圖紙也是工藝設計中不可缺少的要素。樣車(chē)指的是車(chē)身分總成、各大總成及整車(chē)總成等,樣件則主要指沖壓件。以上三種要素是保證工藝設計具備合理性的前提,因此必須加以重視。


          2 汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝分析


          (1)凸焊工藝。在焊接汽車(chē)車(chē)身時(shí)通常會(huì )使用到凸焊工藝,凸焊一般被應用于焊接低碳鋼型汽車(chē)沖壓件或車(chē)身。為了避免凸焊質(zhì)量受到影響,在焊接汽車(chē)車(chē)身時(shí)應注意以下事項。凸焊的其一焊接時(shí)間主要由三種因素決定,即薄板厚度、凸點(diǎn)剛度及焊接電流。在焊接施工時(shí)應將板件凸焊厚度控制在 0.5mm~4mm 之間,并在同一接頭處焊接多個(gè)熔核,以提高焊接質(zhì)量。如車(chē)身薄板厚度<0.5mm,則凸焊機的電極嵌塊應為鎢材料或銅-鎢燒結材料,以便使平板一側散熱量得以減少,從而確保不同薄板間實(shí)現熱平衡。


          (2)此外,還應在車(chē)身薄板上焊接凸焊螺母及凸焊螺栓,以便于在擰緊螺栓或螺母的情況下就可以進(jìn)行車(chē)身裝配工作。其二利用凸焊機將螺母及螺栓焊接好之后,應檢查上一級車(chē)身零部件與車(chē)身整體是否匹配,同時(shí)利用定位銷(xiāo)對螺母焊接位置進(jìn)行定位,具體焊接方式見(jiàn)圖 1。


          (3)為了順利進(jìn)行凸焊,在焊接汽車(chē)車(chē)身時(shí)應確保螺母板底孔孔徑與凸焊螺母大小相適應,就一般情況而言,底板孔徑與螺母公稱(chēng)直徑的差值應為 1mm左右。此外。應確保螺栓的公稱(chēng)直徑比鈑金底孔的孔徑小0.5mm 左右,以保證凸焊螺栓能夠發(fā)揮良好的定位作用。第二點(diǎn)焊工藝。點(diǎn)焊是一種常見(jiàn)的電阻焊工藝,在對汽車(chē)車(chē)身焊接時(shí)如采用點(diǎn)焊工藝,則焊點(diǎn)一般為 4000 個(gè)~6000 個(gè),如帕薩特 B5 型汽車(chē)車(chē)身的焊點(diǎn)為 5892 個(gè),榮威 750 型汽車(chē)的車(chē)身焊點(diǎn)為 5300 個(gè)。為控制點(diǎn)焊質(zhì)量,在焊接施工中應注意以下問(wèn)題。其一零件料厚比的控制。板件加熱過(guò)程容易受到焊接電流及時(shí)間的影響,所以應盡量避免不同零件料厚比相差過(guò)大,以免對焊接質(zhì)量造成不良影響,如引起薄板焊穿而厚板尚未完全焊透的問(wèn)題。如對幾個(gè)不同的零件同時(shí)進(jìn)行焊接,則料厚比應為 1/3~3,且點(diǎn)焊板層數應<3 層;如因工藝需要必須同時(shí)焊接 4 層板,則可以利用開(kāi)焊接工藝缺口的方法加以解決。其二嚴格控制車(chē)身邊緣與焊點(diǎn)之間的距離,并保證焊點(diǎn)間距符合工藝要求。車(chē)身邊緣與焊點(diǎn)之間的距離應滿(mǎn)足 tv=0.8t1+0.2t2,其中 t1、t2 分別為薄板厚度與厚板厚度,tv 為邊緣與焊點(diǎn)之間的距離。實(shí)踐證明,如點(diǎn)焊時(shí) tv 過(guò)大則將會(huì )引起車(chē)身零件出現起翹問(wèn)題。在控制焊點(diǎn)間距時(shí)應將車(chē)身剛度要求作為依據,避免出現剛度分流現象。其三控制好焊接面與焊接空間。為避免在焊接車(chē)身時(shí)出現虛焊等問(wèn)題,則應保證不同薄板之間的焊接面實(shí)現完全貼合,并合理設置點(diǎn)焊縫的位置。在焊接空間方面,可以盡量使 C 型焊槍或 X 型焊槍接近點(diǎn)焊接頭。焊槍電極與焊接孔之間的距離應>5mm,為避免后期焊接時(shí)出現空間不足的問(wèn)題,則可以采用直徑為 15mm 左右的電極進(jìn)行空間校核,并同時(shí)利用空間校核數據對焊點(diǎn)位置進(jìn)行控制。此外,如車(chē)身中的凸焊螺母位于焊點(diǎn)周?chē)?,則在進(jìn)行點(diǎn)焊施工時(shí)要確保電極帽與螺母之間的距離>2mm,如兩者之間的距離<2mm,則可以通過(guò)采用旋轉凸焊螺母的方法擴大間距。第三,二氧化碳氣體保護焊。二氧化碳氣體保護焊是以 CO2 氣體為保護氣體,通過(guò)焊絲與工件間產(chǎn)生一定的電弧,電弧產(chǎn)生高溫后熔化金屬部件進(jìn)行的焊接工藝,在焊接中通常使用光焊絲作為填充金屬。其一相比于其它類(lèi)型的車(chē)身焊接工藝,CO2 氣體保護焊有其自身的優(yōu)勢,主要表現在焊接效率高,成本低,焊接質(zhì)量能夠得到保障。同時(shí) CO2 氣體保護焊對鐵銹有很小的敏感性??梢詫?shí)現焊接過(guò)程機械化與自動(dòng)化。因此,CO2 氣體保護焊應用相對廣泛;其二二氧化碳氣體保護焊的規范參數相對較多,CO2 流量、所用焊絲型號與尺寸、電弧電壓的大小、焊接的電流與速度,直流回路電感等等。選擇這些參數要在保障焊接質(zhì)量的基礎上,盡可能地提升焊接效率。


          (4)激光焊接。激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進(jìn)行的焊接,這種焊接工藝通常有連續功率激光焊和脈沖功率激光焊。用激光可以焊接一些要求強度高、變形小,用傳統方法無(wú)法焊接的特種材料的汽車(chē)零部件。激光焊接時(shí)不與車(chē)身的焊接部位接觸,以激光器輸出并經(jīng)光源聚焦的高能量密度的激光作為熱源,對車(chē)身焊接部位進(jìn)行熔化焊接。激光焊接有很多優(yōu)勢,由于不存在連接間隙或者極小,車(chē)身被焊接部位在焊接過(guò)程中,幾乎不變形,同時(shí),激光焊接的焊接深度與寬度比相對較高,譬如焊接的縫寬為1mm 時(shí),焊接的深度可達 5mm,所以焊接質(zhì)量很高。

          總之,車(chē)身焊接工藝可對汽車(chē)整體的質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響,所以應注意在完善焊接工藝設計的基礎上對車(chē)身焊接方法進(jìn)行優(yōu)化。此外,由于汽車(chē)車(chē)身焊接工藝的設計受到多種因素的影響,如投資限制、精度要求、工藝水平及用戶(hù)觀(guān)念等,所以在選擇與設計焊接工藝時(shí)也應全面考慮多種因素,以保證車(chē)身焊接質(zhì)量與設計要求相符。


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