汽車車架焊接工藝分析及工裝設計

李垣興

（江西江鈴集團奧威汽車零部件有限公司江西南昌330000）

汽車車架焊接工藝分析及工裝設計

李垣興

（江西江鈴集團奧威汽車零部件有限公司江西南昌330000）

車架焊接汽車制造和加工的重要環節，焊接工藝和工裝設計直接關系到車架的穩定性和汽車的整體性能。本文對于汽車車架焊接工藝和工裝設計的研究以江西江鈴汽車一款貨車為例，首先從前期焊接工藝和車架焊接工藝兩個方面入手進行分析，然后重點介紹了這種汽車車架焊接工藝的流程，最后在此基礎上分析了汽車車架工裝設計方案。

車架焊接；工裝設計；焊接工藝

前言

汽車車架整體構造的成型最關鍵的兩個環節分別是焊接工藝和工裝設計，尤其是焊接工藝，很大程度上關系到整車車架后期的使用安全，所以不論是車架焊接工藝還是工裝設計都要嚴格的按照不同車輛的工藝標準，在相關工作人員的嚴格指導下進行，根據焊接和設計規范把握好每一個環節的工藝標準，減少車架焊接過程中的問題，避免車架變形，提高汽車車架制造和加工的整體質量。

1 汽車車架焊接前期分析

汽車車架是承載整個汽車負荷的基礎性構件，車架連接著汽車其他所有的部位，可以說汽車所有構件的負荷壓力都是有車架來承受的，所以說汽車車架對于汽車的重要性不言而喻。車輛的壽命和質量一定程度上來說取決于車架性能。江鈴貨車車架所采用的焊接方式主要是邊梁式焊接，這種方式比較普遍，當然這種方式也是針對邊梁式結構的車所使用的，如圖1所示。

圖1 邊梁式梯形車架

圖1顯示的是邊梁式梯形車架的主要結構，從圖中可以清晰的看出橫梁、縱梁以及汽車相關構件的安裝位置，其中包含了七根橫梁和兩根縱梁，通過對橫梁和縱梁的焊接處理，最終形成的是一個閉合式的汽車車架結構，同時從圖中還可以看出汽車發動機、變速箱等配件的位置基本上都處于橫梁、縱梁或者是橫梁縱梁結合的部位，所以說焊接前：①要搞清楚哪一個部位是安裝什么配件，之后通過閉合式的結構焊接來提高車架的強度和質量。②如圖2所示：圖2顯示的江鈴某一款汽車的整體車架構造，從圖中可以看出車架的整體結構十分復雜，所以在焊接的過程中實際需要很多材料，再加上焊接接頭非常多，任何一個接頭出現問題或者是焊接不到位都會影響整個車架的質量，所以焊接質量的好壞最關鍵的是要把握好每一個環節的工藝標準，同時合理利用材料，不能漏焊任何一個接頭。

圖2 汽車整體車架結構

2 車架焊接工藝流程

2.1 二氧化碳氣體保護

汽車車架焊接過程中使用二氧化碳氣體進行保護主要的作用有以下兩個方面：

（1）二氧化碳氣體保護能夠合理的控制焊接成本，提高車架的抗裂能力和防銹性能。

（2）使用二氧化碳保護氣體能夠節省焊接流程，例如車架焊接完成之后，不需要再清理現場焊渣，還能夠有效的防止出現焊接變形，提高焊接質量。

當然使用這種方法來提升車架焊接質量需要充分的發揮二氧化碳的保護作用力，保證工藝參數的準確性，例如焊機型號、焊絲牌號、焊絲直徑、電流電壓和焊接粗度等，表1顯示的就是一般狀態下焊接過程中所需要的焊接工藝參數指標。

2.2 車架焊接流程

表1 焊接工藝參數

車架焊接要全面的根據每一種車架的結構特點，焊接過程需要考慮的最主要的問題就是防止變形，在保證框架質量的前提下，合理組合各種材料。實際的焊接工藝流程如下：

（1）按照車架零部件進行組合焊接；

（2）縱梁以及加強梁的焊接；

（3）縱梁焊接之后進行檢查，嚴格進行矯正處理；

（4）大樁定位點固定焊接；

（5）車架補焊；

（6）車架裝配和形狀矯正；

（7）焊接后的整體檢驗和涂裝處理。

在整個焊接流程中最需要注意的就是焊接變形問題，對于這個問題的處理一下介紹三種方法：

2.2.1 反變形法

這種方法事先需要大致的估算車架焊接可能存在的變形大小和具體方向，之后在可能發生變形的點進行組合固定焊接的時候添加一個反方向的變形焊接，通過變形抵消的方法來避免車架變形。這是最常見的一種方法，但是在實際的焊接過程中，由于車架變形影響因素比較多，例如焊接流程、條件以及接頭特點，所以反變形法的使用需要以車架生產工藝為參考依據，這樣能夠起到很好的效果。

2.2.2 剛性固定法

顧名思義，就是將相應的零配件通過焊接固定的形式來避免車架變形的一種方法。一般情況下車架生產過程中都是使用焊接夾進行固定的，這種焊接夾的剛度相對較大，所產生的變形很小，但是對于剛性較小的結構來說，還需要借助一些臨時的支撐來提高結構剛性，但是這種方法并不適用于所有的車架變形，例如對于剛性比較大的構件來說效果相對較差，只適用于波浪線性和對角變形。

2.2.3 機械矯正法

這種方法是結合實際的焊接工藝進行的，適用于不對稱的車技變形。

2.3 焊接方法選擇

車架焊接最終的目的是為了讓汽車能夠有效的承受運行過程中所產生的作用力，所以焊接對于車架剛性需求相對較高。因為車架焊接完成之后收縮力相對較大，所以要選擇和汽車整體結構以及性能相匹配的方法，同時還要嚴格的按照焊接工藝參數進行。

2.4 焊接加熱工藝

由于車架焊接所需要的材料比較多，并且最終需要將所有材料都焊接組合在一起，再加上焊縫集中且比較短，所以焊接加熱不均勻或者是重復加熱都會影響最終的焊接效果，例如重復性的焊接很容易造成焊頭的損壞，并且影響車架接頭的承載強度，所以在實際的焊接過程中，要嚴格按照焊接工藝處理好焊接起弧、收弧和組件銜接，避免加熱不均勻和重復加熱現象的出現，以此來提升汽車車架接頭焊接的強度。

3 汽車車架工裝設計

車架工裝設計師汽車車架設計工藝的重要組成部分，工裝設計對于車技整體質量也有重要影響，所以在保證車架焊接質量的前提下，需要提高工裝設計的科學合理性，以此來保證汽車的整體質量和安全性。車架工裝設計包含很多方面的內容，具體如下：

3.1 定位基準選擇

定位基準關系到車架工裝設計操作位置的精準性，通常情況下，車架工裝設計操作過程中需要將汽車車架左右兩側縱梁上的前輪中心線孔作為基準，也就是圖1種前輪橫梁和縱梁的連接處的中心線孔作為定位基準孔。

3.2 車架縱梁定位

這是車架工裝設計最重要的一個環節，也是必要的設計環節。因為使用圖1所示的這種縱梁橫梁定位焊接夾緊的方法能夠有效的提升縱梁和橫梁的穩定性，同時通過七根橫梁和縱梁進行焊接能夠有效的避免兩根縱梁變形，同時最重要的是能夠有效的調節和控制車架外觀和尺寸大小。

3.3 橫梁定位

車架的七根橫梁都是和縱梁進行焊接定位的，通常縱梁上面都會有七個橫梁孔，圓管的橫梁穿過縱梁上的孔之后是被焊接在加強梁上的，所以并不需要進行正面定位，只需要對橫梁進行側向定位。槽型的橫梁上方的車架寬度實際上是由縱梁的焊接口寬度影響的，所以橫梁的定位可以在前后方向上使用固定的形狀定位之后再進行點焊。

3.4 板簧支架定位

車架工裝板簧支架定位，對于前后支架通常都是使用手動式的移動銷子按照吊耳孔的方式進行定位的。

3.5 氣路設計

氣路設計是針對氣管中氣體而言的，需要讓這些氣體從總管中分別進到左右兩側的支管中，之后利用汽車配氣控制閥將這些氣體引導氣缸中，通過這個過程形成一條相對流暢的氣路。

4 結論

現代化汽車行業的競爭日益激烈，人們購買汽車更多關注的是汽車的質量和性價比，車架焊接質量的好壞又在很大程度上影響著汽車質量，所以車架的焊接和工裝設計要嚴格的按照工藝操作標準進行，把握焊接工藝和工裝設計的關鍵點，保證車架焊接工藝的合理性和工裝設計的準確性，提高車架使用的安全性能。

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1004-7344（2016）30-0225-02

2016-10-7