探析汽车钣金焊接夹具设计要素

梁忠

摘 要 焊接夹具是一种将焊接物进行加固的方法，在进行焊接的过程中，要保证焊接物的大小和位置精确程度，在生产焊接物件的过程中，使用与该物件更加适合的焊接夹具，能够使所生产的焊件精度更高，同时提升生产的效率以及所生产焊件的质量。在完成整个焊接焊件生产的过程中，焊接占用时间相对较小，只有总工时的1/3～2/3，所以，在生产的过程中，使用自动化程度更高的生产设备，能够减去一些不必要的工作，从而缩短工作时间，提高生产效率，为企业创造更多的经济效益。

关键词 汽车钣金；基准；变形；夹具；质量；互换性

中图分类号 TG3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）08-0034-01

在汽车领域中，焊接夹具设计是提高汽车质量的重要因素，焊接夹具时对焊接物进行加固能够有效的增加工业工艺的生产水平，文章主要从几个方面入手，对焊接夹具的生产工艺进行细致描述，例如其定位基准、焊接变形以及互换性和经济性。希望有利于增加焊接夹具的生产工艺，提高汽车行业的发展。

焊接夹具在汽车的制造中占有十分重要的作用，对焊接夹具的制造工艺进行改进，提高其稳定性，增加焊接夹具的生产效率，减少焊接夹具的生产成本，是现在社会制造工艺发展的追求，能够有效地改善焊接夹具的生产水平。

焊接夹具是一种非标设备，在进行焊接夹具的生产过程中，只需要考虑到以下几个方面，则生产出的焊接夹具便有更高的使用价值。

1 定位基准

根据实际中所需要的焊接夹具图纸，对焊接夹具进行定位基准，如果生产的工序较为简单时，则可以在生产中按照图纸所给的要求，使用单一的生产基准，如果生产的工序较多时，要尽可能将所有的工序使用同一基准，这可以防止因为基准不同所带来的定位误差，在进行焊接夹具固定时，最优先选择的是圆孔定位的方法，这种方式精确度相对较高，其次是面定位，当条件实在不允许时，可以使用边定位。

焊接夹具需要对焊件的自由度进行约束，同时将约束范围进行控制，既不能约束过度，也不能约束过少。焊接夹具的基准应该和生产要求保持一致，比如说焊件的主基准是圆孔的方法，而焊接夹具所使用的方式确实菱形销的定位基准，在这种情况下，一般将其差异数量进行控制，保持在一到两个是较为合理的，尽量使用对角线分布的方法，这样才能使结构更加的稳固。其次，辅助定位基准可以进行适度的选择调节，可以根据不同的实际情况使用圆柱销或者椭圆销或定位面。在进行材料选择时，要以耐用为主，一般所选的材料为CR12MOV将材料进行加热处理使之到达48HRC～52HRC。如果焊件的主基准形式是面，那么夹具既可以采用S定位块作为主基准，将数量进行控制，一般在3个以上是较为合理的，所选用的材料一般为耐磨材料CR12MOV并进行加热处理使之达到48～52HRC，在以上所述的定位基准制作中，要达到制作的高精度要求，由于在生产的过程中肯定存在相应的磨损，所以对生产的工艺进行改进，保证生产的持续性和基准的一致性能够大大提高生产质量，提高基准的使用寿命，按照不同物件之间不同的材质和结构，将定位基准焊接在8？000～10？000PSC后对定位基准进行更换，这样有利于减小生产带来的工艺误差，提高产品的生产精度，为企业带来更多的经济效益。

2 焊接变形

焊接变形是进行生产实践时常出现的一种情况[1]，这是由于在进行焊接时高温状况冷却所致，由于冷却使焊件应力释放，而造成不同程度的变形，要生产出质量更加上乘的焊接夹具，就需要把焊接产生的焊接变形考虑其中。在实际的生产活动中，能够引起焊接变形的情况更多，例如人为情况，机器生产误差，原材料质量以及生产方法和生产环境，这些都能够带来一定的焊接变形，尤其是特殊形状的生产物，例如长条状所造成的焊接变形情况更大，本文主要是针对焊接夹具的生产精度，对长条状和薄壁焊件的生产质量进行控制，通常情况下可以对焊件的面进行物质加持，也可以对焊接夹具的生产工艺范围进行微小调整，以保证生产的高精度，一般情况下可以使用1mm～2mm长度的铜片或者铝片进行调整，这样可以使调节过程变得更加高效。

3 焊缝质量

焊缝质量是保证焊件质量的重要因素，对焊缝质量进行评价是主要是从3个方面入手，包含焊缝位置、焊缝长度以及焊缝深度等，由于影响焊缝质量的各种外在因素过多，所以，在进行实际的生产活动中要对生产的人员、机器、原材料质量以及生产的方法和生产环境进行控制，尽量减小生产过程中所带来的生产误差，提高生产的工艺。在本文中，主要是通过研究焊接的角度从而探讨出其对焊接质量可能形成的质量影响。首先，要使焊接件满足图纸对焊接位置、大小以及长度的生产要求，同时在进行生产时，要将焊枪位置，焊枪的大小和焊枪的长度等因素进行考虑，尽量减少一切可能带来质量影响的外界因素，提高焊接夹具的生产工艺，提高企业的经济效益[2]。要控制焊枪位置，使之能够实现对焊缝位置的工艺要求，由于一些部分焊枪无法深入进行焊接，那么就需要考虑，是否能够通过增加焊接夹板的方式来实现质量要求，若这种方法在实际中不可行，那么就需要进行手工补焊。其次，要对焊枪的大小和长度进行考虑，提前在焊接位置预留出能够焊枪进行操控的缝隙。最后要进行考虑的问题是焊接夹具的旋转角度，一般情况下，焊接机器人能够进行任意角度的旋转，在360°以内的，焊接夹具都能够完成要求，当范围超出360°时，为了不使气缸气管打结，可以对气缸气管使用可以进行旋转的接头，在进行焊接夹具的设计中，采用上述的方式，能够有效提高焊件质量，减少生产所带来的误差，保证焊件的合格率。

4 互换性

由于焊接夹具是一种没有固定标准的设备，所以，在进行生产中，要根据实际所需要的尺寸和质量要求，进行焊件生产，不同的产品使焊接夹具也会产生相应的差异，在生产同一种焊接夹具时，要做到结构的模块化、标准化，这样能够有效降低生产过程中的工作量，保证生产的效率。例如，在进行生产中可以使安装孔之间的距离一致，气管接头盒气管直径一致，气缸规格一致，保证这些生产细节的一致性，就能够大大提高生产效率，保证企业的经济发展。

5 经济性

焊接夹具是一种非标设备，可以根据焊件之间存在的响应差异，例如精度和结构之间的不同，来进行焊接夹具的合理设计。进行焊接夹具的合理设计不仅能否实现焊接夹具质量的提升，同时也能够提升焊接夹具的生产工艺水平，而且也能够满足生产的经济需求，可以通过材料和加工两个方面进行考虑。在其他无关紧要的地方可以使用A3或者45#表面处理的方式[3]。最后，要对这些部件的可加工性和加工的经济性进行考虑，在能够完成焊接夹具生产要求的前提下，尽量降低材料成本和加工成本。

6 结论

綜上所述，主要是以焊接夹具的设计方面进行考虑，在进行具体的设计时还需要对其进行综合考虑，在能够实现焊接要求的前提下，尽可能地通过对焊接夹具的工艺设计实现焊接夹具的稳定性要求，提高焊接生产的效率要求，减少焊接夹具的成本，这才是适应社会发展，提高工业生产工艺的根本要求。只有这样才能保证企业经济稳步发展。

参考文献

[1]王政，高全学，党军锋.焊接夹具三维动态模拟的研究[C]//第十次全国焊接会议论文集（第2册），2014.

[2]许旭东，李光俊.焊接类导管数字化柔性制造技术[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集，2007.

[3]吕冬连.铝合金地铁车底架组合式焊接夹具的开发设计[C]//第八届中国智能交通年会论文集，2013.