汽车底盘焊接工艺开发

贾祥宇 李文斌

【摘 要】汽车底盘焊接总成产品，如副车架、摆臂、非承载式车身车架等大部分采用电弧焊焊接工艺，热输入量大，焊接变形复杂，其工艺的开发过程难度较高、过程复杂，一直是行业关注的焦点。本文基于检测专用汽车底盘车架就其容易产生的局部松旷磨损、疲劳裂纹普遍问题展开焊接维修策略探讨，从焊接设备、前期防护、焊接工艺应用等层面进行了维修焊接技术应用深入研究，对有效解决专用汽车底盘车架使用中容易产生的安全隐患问题、提升专用汽车优质性能、延长其服务使用寿命有积极有效的促进作用。

【关键词】汽车底盘；焊接工艺

引言

本文基于检测专用汽车底盘车架就其容易产生的局部松旷磨损、疲劳裂纹普遍问题展开焊接维修策略探讨，从焊接设备、前期防护、焊接工艺应用等层面进行了维修焊接技术应用深入研究，对有效解决专用汽车底盘车架使用中容易产生的安全隐患问题、提升专用汽车优质性能、延长其服务使用寿命有积极有效的促进作用。

1、定时检查专用汽车底盘车架

专用汽车较普通汽车而言具有多品种、小批量以及装有专用设备、专用底盘车架等特点。专用汽车底盘车架作为汽车基础元件通过直接或间接方式装配于底盘中，在汽车工作过程中会受到来自各个地方的力的综合作用，有些部位由于长期受集中力产生磨损或者疲劳裂纹，如果不及时发现并进行维修补救工作，将会给专用底盘车架带来致命的危险，导致其提前结束服务使命，危及人身安全，造成经济损失。因此，应通过对专用汽车底盘车架定期敲锤、清洗、加脂、调整、紧固检查等方式及时发现问题，不漏过细节，特别要关注容易产生裂纹、磨损的部位，早发现、早制定维修保养方案，避免事故发生，营造安全可靠的专用汽车底盘车架使用环境。

2、机器人焊接生产线设计设计

焊接机器人生产线的设备之前，以下两点需要注意：（1）在达到制造纲领的前提下，生产线要具备柔性条件。（2）生产质量达到要求。由于车架、后桥的焊缝特性，由于焊件的焊缝数相同，可优先以焊接形变小的原则来布置焊接顺序，可采用双、四工位焊接机器人柔性系统对其分别进行施焊。当生产纲领为双班制、27天、月产8000套的生产计划时，根据对各部件总成的焊缝数、焊缝尺寸的统计和对焊缝特性的分析，可由6套焊接机器人系统构成一个工作站来完成一条前车架生产线的生产。

3、底盘件产品设计工艺性审查

进行产品设计工艺性审查，是使新设计的产品在满足使用功能的前提下，应符合一定的工艺性指标要求，以便在现有生产条件下采用经济、合理的方法完成制造，同时在工艺审查过程中提高审查能力，为后续的使用维修提供便利，以确保产品设计实现低成本、高质量、短周期的开发目标，并且更容易制造。为了保证设计的产品具有良好的工艺性，在产品设计的各个阶段均应进行设计工艺性审查，主要包括交流数模设计阶段的审查、工艺数模设计阶段的审查、NC数模及工作图设计阶段的审查。将评审的内容编写成报告书，并留存记录表，后续将报告书分类、编写审查标准。评审时，需要制定一系列审查标准，作为判断标准。那么对于底盘焊接总成件，重点关注的是定位设计及构造设计2部分，需要掌握正确的分析方法和众多的案例用以形成审查标准。1）定位设计：焊接构造各工件的关系，称为定位；2）焊接构造：指构成焊接件的各单件的物理结构，包含焊道等。

4、专用汽车底盘车架维修焊接总成技术策略

在修复焊接专用汽车底盘车架产生总成裂纹进程中我们应尽可能采用不令车架总成解体的焊接工艺，进而降低车架总变形量及相应拆装总成工作量，可通过测量对角线、中心孔等距离尺寸，确保车架焊接修复总成后具有高精度装配性能。同时要想保障集中应力部位在焊接修复之后不再产生裂纹，我们首先应将其原有缺陷进行有效消除，控制修复强度应较原有结构具有更高水平。当发现专用汽车底盘车架存在铆接面松旷铆钉现象时，我们应及时予以修复，首先应进行焊接然后后铆接，进而预防其铆钉产生氧化变化并继续发生松旷现象。倘若专用底盘车架产生裂纹相对较短，那么在焊接修复阶段我们应确保其焊缝尺寸应较原尺寸高出1mm左右，如果尺寸过高则会引发新一轮集中应力点的产生，倘若焊缝对装配要求产生了影响，我们应将其做磨平处理，进而有效提升表面修复质量。倘若底盘车架产生的总成裂纹过长，我们应考量采用加固或挖补修复处理方式，应确保挖补板或加固板同原车结构充分适应，同时挖补板的厚度与材质应确保与母材等同，且维修加固的板材厚度应低于木材厚度。对于其形状的选择我们应尽可能采用菱形或三角形加固板，不应采用矩形板，进而有效抑制产生过于集中的应力。基于焊接裂纹引发的变形问题对装车精度产生影响，我们则应考虑采用定位装置在焊接前期进行定位找正。

5、合理实施焊前防护管理

焊接维修进程中我们应对各类专用汽车电、机、管、液等装置实施完善保护，尤其应对专用设备及发动机进行全部连线的断开保护，进而有效预防感应电流遭到不良破坏。同时我们应就近将其接地极电缆固定于所要焊接修复的专用车架总成周围，合理避免焊接过程中产生的电流通过电气元件、蓄电池、液压元件、各类管线、油箱、管线及机械配合面等部位，同时我们应将蓄电池等各类电器元件做关断开关处理，最安全有效的方式为断开接地极蓄电池，预防焊接电流引发的火灾事故或烧毁、烧伤重要元件。在焊接维修前期我们首先应将影响焊缝范围内的油污、油漆污渍予以清除，进而避免其对焊缝质量产生不良影响，同时降低有害气体直接对操作焊接维修人员身体的安全伤害。

6、焊接夹具可调性设计

6.1、反变形设计

根据以往经验，对底盘类焊接件变形规律进行大量的数据统计，现已掌握其变形规律。根据产品数模与图纸进行焊接夹具设计时，对夹具内各定位点位置的确定已考虑了焊接变形量，焊接完毕后，产品尺寸经正常收缩后，即可达到产品图纸要求的精度，此設计形式对焊接工装设计工程师的要求很高。

6.2、完全依据产品数模设计焊接夹具

不考虑焊接变形规律，直接根据产品数模尺寸设计焊接夹具的各定位机构的位置。此种方式，往往是以往没有总结过此类产品的焊接变形规律，或是开发1种新结构的底盘焊接类总成，尚不清楚其焊接变形规律，这也是最常用的设计方式。综上，不论是第1种还是第2种夹具设计方式，由于焊接工艺存在焊接变形，在安装调试、批量生产过程中都会对焊接夹具进行调整，所以2种方式设计的焊接夹具都要具备可调性。第1种设计方式只是调整量非常小（只是精度的深度调整），但是夹具也是需要调整的，也就是说焊接总成产品的精度，都是通过对焊接夹具各定位机构的实际调整调试出来的，所以在设计焊接夹具时，必须考虑各定位机构的可调性。下面举例说明如何设计焊接夹具可调性。工件散件定位点选择合理，每一个定位点要根据该部件在汽车上的功能确定需要调整的自由度数量，若自由度数量为n，则设计成n自由度调整机构，同时要设计调整位置精度（调整范围±3mm）的机构，使定位元件的实际移动量与目标值之差不大于0.2mm。

结束语

总之，为有效提升专用汽底盘车架焊接修复裂缝操作水平，我们应科学检测、完善制定维修焊接技术策略才能有效提升维修焊接工艺水平，延长其使用服务寿命，进而创设显著应用效益。

参考文献：

[1] 廖伟林.专用汽车底盘车架焊接维修技术应用探析[J].硅谷，2015，8（04）：104+106.

[2] 张国华.浅谈汽车底盘—后车架总成焊接工艺的优化[J].电子世界，2013（20）：234.

[3] 王华杰.汽车底盘焊缝设计技术研究[D].江苏科技大学，2012.

（作者单位：1长城汽车股份有限公司底盘研究院；

2长城汽车股份有限公司）