對后傾式自卸車副車架總成焊接變形控制研究

劉現存，吳峰

（1.泰安技師學院，山東 泰安 271000；2.中國重汽集團泰安五岳專用汽車有限公司，山東 泰安 271000）

前言

自卸車主要由自卸車底盤、副車架、液壓舉升機構、車廂等構成。其中副車架總成是液壓舉升系統、車廂等與汽車底盤實現連接的主要載體。

自卸車關鍵總成副車架的質量直接影響到整車產品質量。影響副車架質量的關鍵是總成的焊接變形，其中副車架縱梁彎曲變形、副車架總成的翹曲變形及關鍵尺寸的控制是副車架生產的關鍵。本文制定出了生產現場控制焊接變形的工藝方案和具體技術要求，對同類產品的生產具有指導和參考價值。

1 副車架總成的組成

副車架總成是自卸車的重要組成部分，是自卸車上裝與汽車底盤關鍵的連接體，基本由副車架縱梁、橫梁管組件、后橫梁組件、鉸鏈支座、橫梁等組成，見圖1。

2 副車架總成和關鍵部件焊接變形分析及控制

副車架總成的變形主要存在以下兩個方面：一是翹曲變形，表現為車架不平，嚴重的造成報廢，其主要原因是車架縱梁焊后彎曲變形或扭曲變形。二是關鍵尺寸不能保證，如車架寬度C，對角線尺寸a、b 以及橫梁管組件和后橫梁組件相對于車架縱向中心線的對稱度要求等。這些變形和尺寸要求直接影響到副車架總成的合格率。

圖1 副車架總成

2.1 副車架縱梁組件

2.1.1 副車架縱梁組件結構由外縱梁和內板組成

外縱梁為鋼板折彎成形，內板為條形鋼板，兩件通過角焊縫連接。

2.1.2 縱梁組件焊接變形

（1） 變形狀態及分析。縱梁組件焊后殘余變形一般向內板方向彎曲，也有可能產生扭曲變形，其根本原因是焊縫縱向收縮和兩連接角焊縫不對稱焊接。在結構一定的情況下，其變形量的大小與焊腳尺寸和焊縫長度有關。因此，在不影響副車架總成整體性能的情況下，盡量減小焊腳尺寸，采用斷續焊縫是減小焊接變形的有效設計方案。

（2）變形工藝措施。在企業批量生產中，為保證質量和提高生產效率，一是采用焊接組裝胎反變形法焊接，二是縱梁兩角焊縫采用分中對稱斷續焊接的方案為最佳。

采用反變形法，在縱梁組件的中心部位加一墊塊，兩端頭用夾具壓緊固定，形成上弓的狀態，變形值△A1（以非反變形狀態下剛度固定焊接殘余變形量為參考值），見圖2。采用分中分段對稱斷續焊接，有利于減少焊后殘余應力和變形。采用此工藝方案及流程焊接的縱梁組件基本不用進行焊后整形，效果顯著。

圖2 反變形焊接法

2.2 副車架總成焊接變形分析及控制

2.2.1 副車架總成結構分析

副車架總成結構，見圖1。整個副車架總成焊接完成時，需要重點保證尺寸：L、D、a、b、C，各尺寸的主要作用如下：

C：保證副車架焊后，寬度尺寸與汽車底盤主車架尺寸一致；

D、L：保證液壓舉升機構、車廂實現正確運動的安裝位置；

a、 b：保證液壓舉升機構與車廂正確安裝后，中心線與副車架、汽車底盤主車架中心線的重合精度。

2.2.2 副車架總成變形分析及控制

首先嚴格選用合格的組件進行副車架總成的組裝焊接 ，但是，總成焊接如工藝不當，會產生翹曲變形和關鍵尺寸不能保證。焊后整形比較困難，嚴重的的會導致副車架總成報廢，不能用于整車裝配。

經過研究、試驗，制定了控制副車架總成焊接變形的工藝方案。

整體焊接組裝胎是保證副車架組裝焊接的重要措施，工裝設計充分考慮副車架總成在整車的主要尺寸精度及重點技術要求，見圖3。

圖3 副車架總成工裝

副車架的基準為上平面，因此工裝設計時，將副車架上平面置于工裝水平平臺上。寬度定位塊以保證尺寸C；定位座1、定位座2，以保證尺寸D，L，對角線a、b 以及后橫梁尺寸B 對中。利用芯軸1、2 來保證橫梁管組件、后橫梁組件的準確定位；夾具夾緊固定縱梁位置。

（1）組件定位焊接。采用斷續焊法進行焊角1、2、5、6 處（另一縱梁相同）多點焊定位。然后，進行焊角3、4 處（另一縱梁相同）多點焊定位。最后，拆卸夾具、芯軸，將組焊后的副車架總成撤下，轉入總成焊接。

（2）總成焊接。由于空間所限，在總成組裝胎上不能全部完成焊接，只能在平臺上完成整體焊接。在自由狀態下，必須合理安排焊接順序才能有效控制焊接變形。由于副車架總成是對稱性焊接結構，在焊接時采用對稱焊的工藝措施。首先，進行1 縱梁1、6 焊角及2 縱梁5、2 焊角的滿焊焊接。然后，將副車架翻轉，進行2 縱梁1、6 焊角及1 縱梁5、2焊角的滿焊焊接。接著，進行2 縱梁外加強梁定位和7、8焊角滿焊、1 縱梁內加強梁定位和9、10 焊角滿焊、1 縱梁兩條中橫梁3、4 焊角的滿焊。最后，將副車架再次翻轉，進行1 縱梁外加強梁定位和7、8 焊角滿焊、2 縱梁內加強梁定位和9、10 焊角滿焊、2 縱梁兩條中橫梁3、4 焊角的滿焊。整個焊接過程中，要求務必按規定的焊接順序進行，避免過程中的長時間停頓，并且，在翻轉時，找準重心，避免碰撞，是此焊接工藝避免焊接變形的要點。

該方案切實的控制了副車架總成的焊接變形量，保證了尺寸精度，保證了產品質量，幾乎避免了副車架總成不合格品的出現， 適合大批量生產。

3 總結

近年來,自卸車的社會保有量越來越大，但產品質量卻各有千秋，生產廠家的技術力量也參差不齊，但都在積極尋求解決自卸車重要總成部件副車架的產品質量問題，歸根結底是該總成的焊接變形控制。本文從焊接變形相關理論的介紹，到結合生產實際的狀態分析，采用理論與實踐相結合的原則，制定了有效的副車架總成焊接變形控制工藝方案及流程，并在實際生產過程中進行了驗證，取得滿意的效果，可以在后傾式專用自卸車副車架的生產中推廣應用。