汽车车架焊接工艺分析及工装设计探究

潘浩义

摘 要：汽车车架整体构造的成型最关键的两个环节分别是焊接工艺和工装设计，尤其是焊接工艺，很大程度上关系到整车车架后期的使用安全，所以不论是车架焊接工艺还是工装设计都要严格的按照不同车辆的工艺标准，在相关工作人员的严格指导下进行，根据焊接和设计规范把握好每一个环节的工艺标准，在减少车架的焊接过程中的一些问题，能够避免车架的变形，为了提高汽车车架制造以及加工的整体质量。本篇文章需要对汽车车架焊接工艺进行了一些研究，然后提出了汽车车架工装的设计要点。

关键词：汽车车架;焊接工艺;工装设计

引言：我们需要在汽车车架的焊接工艺和工装设计过程中，严格要求技术人员，按照相关规定进行正确的操作，而且在相关工作人员的严格指导下进行工作，根据焊接和设计规范把握好每一个环节，将焊接变形等不利情况的发生率降低到最低水平，全面提高汽车的整体制造加工效果。一定程度上影响了汽车车架的整体稳定性。为了防止避免焊缝减少的缺陷，我们应该把焊缝设计布置在方便焊接和方便检验的地方。在焊接接头母材的等塑性中，它的主要含义指的是接头在结构中的整体变形能力，可以和母材一样能够承受在制造过程中和运行的过程中能够承受其复杂的受力条件。鉴于此，笔者结合长期实践，探索了相关技术要点和设计方法。

1汽车车架焊接工艺研究

1.1汽车车架焊接前期分析

车架是汽车的主要承重结构，承担着汽车的大部分重量，其功能类似于人体骨骼。然而，汽车车架不仅仅是因为汽车每个部分的接頭和基础框架，而且还是承受载荷的基本基础构件。当每辆汽车完成生产活动的时候，它可以承受的载荷是汽车的静载荷以及在行驶过程中的动载荷的总和。如果人体没有完整的骨骼系统，就无法完成正常的运动和日常生活。综上所述，汽车使用寿命的长短与汽车车架的稳定性密切相关。目前，乘用车车架的焊接方法主要是CO2保护焊。汽车车架上有数百个焊接接头，接头上有许多焊接接头。因此，相关技术人员必须不断改进车架焊接工艺，设计车架焊接台，以提高车架的整体质量。

1.2焊接工艺性分析

（1）接头容易产生热组织，降低接头的承载能力，由于整个车架总成是由数百条焊缝交织在一起的总成，焊缝短而集中，焊接加热不均匀且重复。避免焊缝的密集，两焊缝之间的最小距离一般应大于5倍的板厚。因此需要处理短焊缝的起弧、收弧和连接，尽可能避免补焊，减少重复加热，保证接头强度。

（2）为减小变形，焊缝应尽量对称布置。车架是整车的载体，车架焊缝主要承受车辆行驶过程中的动载荷。但车架刚性大，焊接接头收缩力大，需要选择合理的焊接方法和工艺参数，控制线能量。

（3）控制零件尺寸，即互换性，保证装配间隙均匀，减少收缩不均匀造成的变形。

（4）夹具设计中应合理预留收缩余量和装配间隙，尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中。焊缝应远离机加工表面。综合处理车架焊接后的接头应力和整体变形的矛盾问题。在保证满足设计尺寸要求的情况下，焊后接头应力越小越好[1]。

1.3汽车车架焊接工艺流程

1.3.1装焊工艺流程

首先，我们要根据车架结构的实际焊接的要求，以焊接的时候的焊接变形作为参考，将车架的总焊接分解成若干个零件，这样可以先焊接成小总成，再将少量的零件和小总成进行集成。这些都是为了减少焊接过程中的变形，可以在两个T序列变形后增加一个矫形站。焊接过程中采用点焊，完成从中间到左右对称补焊。采用机械方法重塑整体焊接结构。如果变形严重，可以用加热法矫正。一定程度上影响了汽车车架的整体稳定性。为了防止避免焊缝减少的缺陷，我们应该把焊缝设计布置在方便焊接和方便检验的地方。焊接工艺是焊接质量优劣的重要保证，故制定焊接工艺的重要性可想而知。

1.3.2采取二氧化碳气体保护焊

二氧化碳气体可以在日常条件下获得，使用成本低。选择合适的焊接方法和参数是汽车车架焊接工艺的重要组成部分。另外，二氧化碳气体对焊接过程有很强的保护作用，所需焊接成本低，可以有效提高生产效率。它具有良好的防锈、抗氢和抗裂性能，焊后无需再次清洗，焊接变形小，操作空间小，可应用于车架焊接的所有位置[2]。

2汽车车架工装设计方案分析

车架工装设计的零件比较分散，尺寸较小，不适合平行装配法。因此，在汽车车架工装的设计和装配过程中，可以先装配小尺寸的装配零部件，然后送到大型装配夹具上。工装设计的具体要点如下。

2.1框架纵梁的定位

在框架纵梁的定位中我们为了减少和避免纵梁在安装和焊接过程中的变形，要美化车架的整体外观，还有工装技术人员是可以对纵梁进行定位和夹紧否。例如，在加工过程中使用定位块，可以定位左纵梁的下翼面和外腹面，有利于装配过程，便于脱模;为了准确定位车架零件，必须在克服零件刚度的基础上采用气动夹紧，不仅可以减少车架焊接过程中的变形，而且可以有效提高装配效率。右纵梁的外腹面可以用气缸定位，纵梁的内腹面可以用双头气缸夹紧两次[3]。

2.2横梁定位

车架的七根横梁与纵梁焊接定位。通常，纵梁上有七个横梁孔。圆管的横梁穿过纵梁上的孔后，焊接在加强梁上，不需要正面定位，只需要侧面定位。槽形梁上方框架的宽度实际上受纵梁焊接口宽度的影响，因此梁可以前后方向定位成固定形状，然后点焊。

2.3板簧支架定位

在汽车车架工装板簧支架定位方面，前后板簧支架可利用吊耳孔进行准确定位。

2.4气路设计

气路设计是针对气管内的气体，需要从主管道进入左右支管，然后利用汽车配气控制阀将气体导入气缸，通过这个过程形成一个相对顺畅的气路[4]。

3预防焊接变形的方法

在焊接实践中，很容易产生大量的热量，这些热量会促进焊接变形过程的形成。此外，在每个操作过程中，变形的主要原因是部件交错。结合变形原因，可采取以下措施进行预防。（1）尽量减少随机误差，从根本上保证工件的质量，工件随随行夹具转移到下一工位[5]。（2）用丝杠紧固车架大梁：车梁在胎具中的有效定位不仅取决于定位块，还取决于丝杠制成的夹具压紧型钢使其靠近定位块的一端。（3）快速推拉夹具的方法：具体是借助于快速推拉夹具，使车架前后段的槽钢相邻并脱离定位。

结语：

汽车车架是汽车的骨架，是动载和静载的主要承载体。综合处理车架焊接后的接头应力和整体变形的矛盾问题。它可以承受的载荷是汽车的静载荷以及在行驶过程中的动载荷之和。如果人体没有完整的骨骼系统，就无法完成正常的运动和日常生活。在保证满足设计尺寸要求的情况下，焊后接头应力越小越好。汽车车架的焊接工艺和工装设计在一定程度上影响汽车车架的稳定性和安全性，间接影响汽车整体性能的提高。汽车车架的安全性、质量、强度和稳定性会对汽车的行驶安全性产生影响，并影响汽车的承载能力和使用寿命。我相信在不久的将来，中国的汽车工业将会取得巨大的进步。

参考文献：

[1]李帅勇.汽车车架焊接工艺分析及工装设计[J].中国新技术新产品，2019（21）：49-50.

[2]马智锋.汽车车架焊接工艺和工装设计分析[J].科技风，2014（13）：60.

[3]曹友兵.汽车车架焊接工艺和工装设计分析[J].电子世界，2013（24）：197.

[4]刘丽斌.汽车车架焊接工艺分析及工装设计[J].中国新技术新产品，2013（03）：136.

[5]陈永华，李富荣，徐夕斌.汽车车架焊接工艺分析及工装设计[J].现代零部件，2006（03）：84-85.