環衛車輛薄板件焊接變形的防控路徑思考

陳駒祥

摘 要：伴隨著城市化進程的快速發展，為滿足城市環保的需求，垃圾轉運車、掃地車、垃圾壓縮車等環衛車輛逐漸增多，并呈現出增加趨勢。環衛車輛其結構件多應用薄板零件通過焊接方式構成，在焊接作業過程中，很容易出現焊接變形問題，對環衛車輛生產質量帶來嚴重影響。為切實防控環衛車輛薄板件焊接變形問題，從環衛車輛設計措施與工藝措施兩個視角，提出防控路徑，以切實保障環衛車輛生產及應用質量。

關鍵詞：環衛車輛 薄板件 焊接變形 防控

Reflections on the Prevention and Control Paths of Welding Deformation of Thin Plate Parts of Sanitation Vehicles

Chen Juxiang

Abstract：With the rapid development of urbanization， to meet the needs of urban environmental protection， sanitation vehicles such as garbage transfer vehicles， sweepers， and garbage compression trucks have gradually increased and are showing an increasing trend. The structural parts of sanitation vehicles are mostly made of thin plate parts by welding. During the welding operation， welding deformation problems are prone to occur， which has a serious impact on the production quality of sanitation vehicles. To effectively prevent and control the welding deformation of the thin plate parts of environmental sanitation vehicles， the prevention and control path is proposed from the two perspectives of environmental sanitation vehicle design measures and process measures to effectively ensure the quality of environmental sanitation vehicle production and application.

Key words：sanitation vehicles， thin plate parts， welding deformation， prevention and control

1 環衛車輛薄板結構、焊縫及變形形式認知

典型的環衛車輛，其結構如下圖所示：

環衛車輛其結構件，如箱體或薄板拼接件，多是應用厚度在3-6mm之間的薄板零件通過焊接工藝而形成。大面積薄板件焊接焊縫形式主要表現為搭接與對接兩種方式，在進行焊接作業中，多會帶來一定的薄板件焊接變形問題。依據變形范圍可以將其劃分為整體變形與局部變形兩種，薄板結構件焊接變形中的整體變形，主要表現為縱向收縮、橫向收縮、扭曲變形等，指的是整個構件在性狀上火尺寸上發生較為顯著的變形;薄板結構件焊接變形中的局部變形，指的是結構件局域位置出現變形，較為典型的如波浪變形或角變形。為切實保障環衛車輛生產質量，從設計及工藝兩個視角提出薄板件焊接變形防控路徑。

2 環衛車輛薄板件焊接變形的防控路徑思考

2.1 基于設計視角的環衛車輛薄板件焊接變形的防控

為切實防止環衛車輛薄板件出現焊接變形問題，需要從焊接結構設計階段采取措施，切實控制焊接參數，設計視角下的薄板件焊變形防控路徑主要表現在以下幾個方面：

第一，確保焊縫尺寸、焊縫形式與位置分布的合理性。焊縫尺寸參數的設計，直接關系著薄板件焊接工作量與焊接變形量的實際值。如設計選擇焊縫尺寸過大，則會增加一定焊接工作量，并帶來較大的焊接變形問題。基于此，在確保環衛車輛薄板件結構承載能力的前提下，需要選擇應用較小的焊縫尺寸，如選擇將板厚控制在小于6mm的板角焊縫3mm的焊腳則較為適宜。在焊作業中應盡量采取斷焊，斷焊時，需要確保焊接長度應不小于20mm，盡量選擇應用較大間隔。在環衛車輛焊接結構設計過程中，焊縫應盡量與截面中性軸保持對稱，或讓焊縫與中心軸保持較小間距。

第二，確保加強筋及折彎應用科學。在進行環衛車輛焊接結構筋板數量、形狀及位置分布設計時，應將筋板焊到性及加強效果進行充分考慮，針對施焊操作不方便的加強筋應降低應用量。在薄板件筋板設計時應盡量采取折彎件，不應采取T形接頭方式，將角焊縫形式改變為搭接焊縫形式，避免出現焊接結構脊背變形問題，且采取這種方式其變形問題糾正實現難度較低。進行大面積薄板結構設計，應盡量設計出一定板上壓制凸凹筋或圓弧，從而避免純平面設結構設計中因剛度不足所引起的變形問題。如在設計中后裝壓縮車箱體側板及頂板采取大圓弧結構，則可以有效提高結構整體剛性，并在一定程度上降低焊接變形問題。大面積薄板在設計中，應避免采取措施進行較多小孔或大孔開設，如薄板結構剛性較低，則應在設計中采取固定罩板或剛性骨架進行支撐。在設計中，平板局部位置應設置一定的折彎，從而在一定程度上提高結構的穩定性與剛性，降低焊接作業量與焊接變形量。折彎角度在設計時，應確保其角度低于90°，從而提高加強效果。如應用壓形瓦愣板進行丁字形筋板及平板焊接結構代替，則可以在很大程度上降低焊接量，并省略了一定的焊接后變形矯正工作。環衛車輛門前結構應采取U形邊，盡量避免采取L形邊，從而降低小門邊波浪變形問題，并提高環衛車輛結構剛性。

第三，確保焊縫位置設計的合理性。環衛車輛結構設計過程中，應盡量確保焊縫與截面中心軸保持對稱，或讓焊縫與中心軸位置間距較小。確保焊縫與截面中心軸保持對稱，可以讓焊縫所引起的翹曲變形問題相互抵消，讓焊縫與中心軸位置間距較小，則可以有效降低焊縫所引起的翹曲變形問題。

2.2 基于工藝視角的環衛車輛薄板件焊接變形的防控

從工藝視角出發，進行環衛車輛薄板件焊接變形問題方可，其需要從以下方面入手：

第一，進行下料控制。在下料方式上，應盡量避免應用火焰切割方式，多要求采取等離子或其他方式進行切割，在確保切割質量的同時，應盡量提高薄板件切割速度。完成薄板件切割作業后，在成形前需要采取措施進行矯平作業，進行薄板件內應力釋放，從而避免在薄板件后續加工中產生較大的應力積累，受應力因素影響產生一定的變形問題。壓形操作過程中，需要依據實際需要，科學選擇與調整折彎模具，避免因為折彎模具應用不當所帶來的波浪變形等問題。

第二，對接及焊接控制。在焊接方式上，應選擇熱輸入較低的焊接方法，切實有效避免出現焊接變形問題。焊腳設計為3mm時，焊接操作的具體參數可以參照下表進行操作（表1）：

在實際生產工藝中，依據需要，將增體結構進行一定分解，形成若干部件，針對部件進行裝配焊接操作，采取這種方式，能夠實現焊縫提前自由伸縮，實現應力釋放，在此基礎上進行部件拼接并形成結構整體。采取這種生產工藝，能夠實現環衛車輛薄板件結構焊接變形問題的有效預防，且實現了生產流程分解，在一定程度上縮短了結構生產工期。焊縫焊接操作，其順序應遵循優先焊短焊縫，后進行長焊縫焊接的原則，應用分段退焊方式，從內而外進行焊接作業。確保環衛車輛骨架焊接整體牢固性，焊接作業完成后進行矯正作業，并與蒙皮類博板件進行對接，將兩板之間薄板與骨架進行拼接。在進行骨架與薄板對接操作時，應確保對接貼平，對接順序應采取以下方式：從一邊開始進行對接，并依據順序展平點固后完成對接。為降低焊縫變形并提高結構剛性，在長焊縫背面位置，可以設置工藝拉筋。以掃地車外罩板及底架之間焊縫為例，其外罩板及底架板厚度均為3mm，要求采取滿焊方式操作，在焊接作業之前，可以在焊縫背面進行8號槽鋼點固，在點固基礎上進行焊接作業，焊接完成后取消拉筋設置，采取這種生產工藝，能夠有效降低焊縫位置變形量，且避免了焊接變形矯正問題，節省了生產成本。

第三，采取火焰矯正法進行鋼結構矯正。通過火焰矯正法進行矯正操作后，焊接構件其部分金屬獲得不可逆壓縮塑性變形，從而讓整個焊接構件依據設計要求進行較好矯正。然而在應用火焰矯正法時，需要加強其溫度控制，一旦其溫度較高，則會對材料性能構成影響，溫度較低則難以達到矯正效果。在實際操作中，多采取邊加熱邊噴水冷卻的方式進行校正作業，以切實提高矯正效果。

3 結語

環衛車輛屬于城市環保的重要工具，其生產質量直接關系著城市環衛質量及城市形象。環衛車輛其結構多是應用薄板件通過焊接構成，然而在焊接作業過程中，受其薄板件結構及焊接工藝等因素影響，容易產生薄板件焊接變形問題，影響著環衛車輛生產質量。基于此，從設計措施與工藝措施兩個層面，提出薄板件焊接變形防控措施。實踐證明，通過優化設計參數，合理控制工藝措施，能夠有效降低焊接變形問題，保障環衛車輛生產質量。

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