汽车车架焊接变形及控制方法

漆鹏飞

摘 要：在焊接汽车车架的过程中，由于焊接技术及焊接顺序等原因，会使车架发生应力和变形，进而导致车架最终的质量与尺寸的精度受到极大的影响。因此，要加强研究车架焊接变形的原因，并在焊接时选择合理的焊接顺序及焊接方法，做好汽车车架焊接的控制。本文分析了汽车车架焊接变形的原因，并给出了焊接变形的控制及矫正方法，以期能够为相关人员提供参考。

关键词：汽车车架;焊接变形;控制方法

汽车车架不仅承受着车辆底盘的重要零部件，还要承担汽车整体及其承载的全部重量，同时还要承受着在车辆行驶过程中传来的各种力，由此可见，汽车车架是关系到整个车辆使用寿命的关键。但是，在汽车车架进行焊接时，由于加热与冷却的不均匀，就容易造成车架焊接的过程中产生应力与变形，因此，需要采取相应的措施提高焊接工作的精度，减少车架焊接过程中的应力与变形。

1 汽车车架焊接变形原因分析

汽车车架的焊接过程是对其局部加热且不均匀的，由于温度的不均匀，车架焊缝及焊点周围的温度最高，会使材料发生膨胀的现象，但是，因为焊点的热源能够波及的范围极小，加之车架其他部位的金属温度较低，导致焊接接头的膨胀及收缩受阻，再加上焊接温度造成了局部组织的变化，使车架的金属材料产生了内应力，从而形成了车架焊接结构变形的现象。总的来说，汽车车架焊接变形的原因主要是以下几点：

1.1 车架受热不均匀

在车架焊接的过程中，由于车架的焊缝受热不均匀，导致车架出现热胀冷缩的现象，在焊缝的温度冷却之后，车架内部就会产生残余的内应力，使之出现变形的现象。

1.2 焊缝的收缩

车架焊接之后，在焊缝冷却的过程中，焊料会由液态成为固态，其体积也会产生一定的收缩现象，并且车架的焊缝与母材是一个整体，焊缝的金属无法自行膨胀或者收缩，因此，就导致了整个车架出现了变形，同时也造成了焊缝中残余焊接应力的出现。

1.3 焊缝的刚性和拘束

车架焊缝的刚性和拘束所产生的作用，会对车架的变形和应力造成一定的影响。焊缝的刚性指的是焊件对于抵抗焊接变形的能力，而拘束是对焊件周围的车架变形所产生的制约作用。车架的本身是具有刚性的，其强度是受到车架的材料、横截面积及车架尺寸的大小的影响，而拘束的产生是一种客观的条件，车架本身的刚性及周围金属受到的拘束较小，车架焊接变形的程度就大，但是内部的焊接应力反而会小[1]。

1.4 焊接工艺流程引起的焊接变形

车架的焊缝分布广泛，且总程较长，因此，在焊接的过程中，施焊的先后顺序及焊缝的分布位置都会对焊接产生较大的影响，如果焊接的时候顺序不对，或者焊缝的位置分布不对称，就会产生线性缩短，从而导致车架弯曲变形，如果焊接技术水平不够，造成焊缝的截面偏离接头截面重心，就会产生角变形的现象，并且焊缝的数量越多，产生的变形就越大。

2 汽车车架焊接变形控制方法

2.1 优化汽车车架及焊点设计

汽车车架焊接设计的尺寸越大，焊接的工作量及变形就越大，因此，设计人员在保证车架整体承载能力及车辆安全的情况下，要尽量减少焊接的尺寸及焊接的总量，同时还要避免出现过度集中焊接的情况。另外，焊接的位置要尽量靠近结构截面的中性轴，最大程度的保证焊接的对称，使焊接引起的挠曲变形有效的抵消。

2.2 选择合理的焊接顺序和焊接方法

在焊接焊缝对称的车架时，焊接人员要采用对称的焊接方法，从而有效的减少焊接的变形。焊接不对称的车架时，则要先对焊缝少的一侧施焊，焊缝多的一侧要后焊，如焊缝的壁厚不一致，则要先焊薄边，给焊缝留有横向收缩的余地。如焊缝较长，则可以采用跳焊或者先焊中间在焊两端的方法进行，使焊缝的受热均匀，从而减少焊接的变形[2]。

2.3 利用反变形法控制焊接变形

在焊接之前焊接人员要详细的了解车架的设计要求，并对焊缝可能会出现的形变方向进行分析，合理的设计出反变形的参数之后，在对焊接的焊点进行反方向的变形施焊，使焊接之后发生的变形抵消掉，以达到控制变形的目的，这就是反变形法。

2.4 采用刚性固定法控制焊接变形

采用刚性固定法可以夹紧焊件，将焊件固定住，使其无法自由的变形在进行施焊，能够减少车架焊接之后的变形。刚性固定法可以使用在车架焊接之前，车架不方便使用反变形法的时候，可以通过夹具将车架进行固定，在固定时所使用的夹具刚度越大，焊接变形就会越小，从而使其得到有效的控制，限制焊接变形，在焊点冷却之后在将车架放下，就会极大的减少焊接变形的现象，这也是刚性固定控制焊接的优势。

3 焊接变形的矫正

在车架的焊接工作中，变形是不可避免的，因此，可以采用矯正的方式来调整车架焊接变形的现象，同时也尽量减少焊接变形所带来的损失。现阶段中，车架焊接变形的矫正方法有两种，机械矫正和火焰矫正。机械的矫正方法是对焊接之后车架变形的位置，根据实际情况采用相应装置对其加固，使之与变形的位置方向相反，但应力相等，从而抵消掉变形所产生的应力，并减少形变量。火焰矫正法就是将变形的零件再次进行加热，加热之后再对其矫正，使之恢复到原来的形状[3]。

4 结语

综上所述，在汽车行业的发展中，车架焊接变形是一个始终困扰着汽车行业，且无法避免的问题，因此，需要采用相应的焊接技术对焊接点进行控制，如发生变形要采用对应的矫正方法进行矫正。在具体的车架焊接过程中，要根据实际焊接的情况选择合适的焊接方法，对其进行控制，保证焊接的安全与实用，减少矫正工作的进行，提高工作效率。

参考文献：

[1]肖敏.汽车副车架焊接变形及控制方法[J].装备维修技术，2019（04）：177.

[2]李卫华.汽车车架焊接过程焊接变形控制方法[J].汽车与驾驶维修（维修版），2017（07）：101.

[3]李婷.汽车车架焊接变形情况及有效控制方法研究[J].黑龙江科技信息，2016（02）：101.