環(huán)衛(wèi)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(jìn)程的快速發(fā)展，為滿足城市環(huán)保的需求，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車、掃地車、垃圾壓縮車等環(huán)衛(wèi)車輛逐漸增多，并呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)。環(huán)衛(wèi)車輛其結(jié)構(gòu)件多應(yīng)用薄板零件通過焊接方式構(gòu)成，在焊接作業(yè)過程中，很容易出現(xiàn)焊接變形問題，對(duì)環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。為切實(shí)防控環(huán)衛(wèi)車輛薄板件焊接變形問題，從環(huán)衛(wèi)車輛設(shè)計(jì)措施與工藝措施兩個(gè)視角，提出防控路徑，以切實(shí)保障環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)及應(yīng)用質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：環(huán)衛(wèi)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(huán)衛(wèi)車輛薄板結(jié)構(gòu)、焊縫及變形形式認(rèn)知

典型的環(huán)衛(wèi)車輛，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：

環(huán)衛(wèi)車輛其結(jié)構(gòu)件，如箱體或薄板拼接件，多是應(yīng)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(xiàn)為搭接與對(duì)接兩種方式，在進(jìn)行焊接作業(yè)中，多會(huì)帶來一定的薄板件焊接變形問題。依據(jù)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(jié)構(gòu)件焊接變形中的整體變形，主要表現(xiàn)為縱向收縮、橫向收縮、扭曲變形等，指的是整個(gè)構(gòu)件在性狀上火尺寸上發(fā)生較為顯著的變形;薄板結(jié)構(gòu)件焊接變形中的局部變形，指的是結(jié)構(gòu)件局域位置出現(xiàn)變形，較為典型的如波浪變形或角變形。為切實(shí)保障環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)質(zhì)量，從設(shè)計(jì)及工藝兩個(gè)視角提出薄板件焊接變形防控路徑。

2 環(huán)衛(wèi)車輛薄板件焊接變形的防控路徑思考

2.1 基于設(shè)計(jì)視角的環(huán)衛(wèi)車輛薄板件焊接變形的防控

為切實(shí)防止環(huán)衛(wèi)車輛薄板件出現(xiàn)焊接變形問題，需要從焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段采取措施，切實(shí)控制焊接參數(shù)，設(shè)計(jì)視角下的薄板件焊變形防控路徑主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shù)的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著薄板件焊接工作量與焊接變形量的實(shí)際值。如設(shè)計(jì)選擇焊縫尺寸過大，則會(huì)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(huán)衛(wèi)車輛薄板件結(jié)構(gòu)承載能力的前提下，需要選擇應(yīng)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(yè)中應(yīng)盡量采取斷焊，斷焊時(shí)，需要確保焊接長(zhǎng)度應(yīng)不小于20mm，盡量選擇應(yīng)用較大間隔。在環(huán)衛(wèi)車輛焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，焊縫應(yīng)盡量與截面中性軸保持對(duì)稱，或讓焊縫與中心軸保持較小間距。

第二，確保加強(qiáng)筋及折彎應(yīng)用科學(xué)。在進(jìn)行環(huán)衛(wèi)車輛焊接結(jié)構(gòu)筋板數(shù)量、形狀及位置分布設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將筋板焊到性及加強(qiáng)效果進(jìn)行充分考慮，針對(duì)施焊操作不方便的加強(qiáng)筋應(yīng)降低應(yīng)用量。在薄板件筋板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采取折彎件，不應(yīng)采取T形接頭方式，將角焊縫形式改變?yōu)榇罱雍缚p形式，避免出現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)脊背變形問題，且采取這種方式其變形問題糾正實(shí)現(xiàn)難度較低。進(jìn)行大面積薄板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)出一定板上壓制凸凹筋或圓弧，從而避免純平面設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中因剛度不足所引起的變形問題。如在設(shè)計(jì)中后裝壓縮車箱體側(cè)板及頂板采取大圓弧結(jié)構(gòu)，則可以有效提高結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)中，應(yīng)避免采取措施進(jìn)行較多小孔或大孔開設(shè)，如薄板結(jié)構(gòu)剛性較低，則應(yīng)在設(shè)計(jì)中采取固定罩板或剛性骨架進(jìn)行支撐。在設(shè)計(jì)中，平板局部位置應(yīng)設(shè)置一定的折彎，從而在一定程度上提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與剛性，降低焊接作業(yè)量與焊接變形量。折彎角度在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保其角度低于90°，從而提高加強(qiáng)效果。如應(yīng)用壓形瓦愣板進(jìn)行丁字形筋板及平板焊接結(jié)構(gòu)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(huán)衛(wèi)車輛門前結(jié)構(gòu)應(yīng)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(huán)衛(wèi)車輛結(jié)構(gòu)剛性。

第三，確保焊縫位置設(shè)計(jì)的合理性。環(huán)衛(wèi)車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量確保焊縫與截面中心軸保持對(duì)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(duì)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(huán)衛(wèi)車輛薄板件焊接變形的防控

從工藝視角出發(fā)，進(jìn)行環(huán)衛(wèi)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(jìn)行下料控制。在下料方式上，應(yīng)盡量避免應(yīng)用火焰切割方式，多要求采取等離子或其他方式進(jìn)行切割，在確保切割質(zhì)量的同時(shí)，應(yīng)盡量提高薄板件切割速度。完成薄板件切割作業(yè)后，在成形前需要采取措施進(jìn)行矯平作業(yè)，進(jìn)行薄板件內(nèi)應(yīng)力釋放，從而避免在薄板件后續(xù)加工中產(chǎn)生較大的應(yīng)力積累，受應(yīng)力因素影響產(chǎn)生一定的變形問題。壓形操作過程中，需要依據(jù)實(shí)際需要，科學(xué)選擇與調(diào)整折彎模具，避免因?yàn)檎蹚澞＞邞?yīng)用不當(dāng)所帶來的波浪變形等問題。

第二，對(duì)接及焊接控制。在焊接方式上，應(yīng)選擇熱輸入較低的焊接方法，切實(shí)有效避免出現(xiàn)焊接變形問題。焊腳設(shè)計(jì)為3mm時(shí)，焊接操作的具體參數(shù)可以參照下表進(jìn)行操作（表1）：

在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，依據(jù)需要，將增體結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定分解，形成若干部件，針對(duì)部件進(jìn)行裝配焊接操作，采取這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫提前自由伸縮，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力釋放，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行部件拼接并形成結(jié)構(gòu)整體。采取這種生產(chǎn)工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)衛(wèi)車輛薄板件結(jié)構(gòu)焊接變形問題的有效預(yù)防，且實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流程分解，在一定程度上縮短了結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工期。焊縫焊接操作，其順序應(yīng)遵循優(yōu)先焊短焊縫，后進(jìn)行長(zhǎng)焊縫焊接的原則，應(yīng)用分段退焊方式，從內(nèi)而外進(jìn)行焊接作業(yè)。確保環(huán)衛(wèi)車輛骨架焊接整體牢固性，焊接作業(yè)完成后進(jìn)行矯正作業(yè)，并與蒙皮類博板件進(jìn)行對(duì)接，將兩板之間薄板與骨架進(jìn)行拼接。在進(jìn)行骨架與薄板對(duì)接操作時(shí)，應(yīng)確保對(duì)接貼平，對(duì)接順序應(yīng)采取以下方式：從一邊開始進(jìn)行對(duì)接，并依據(jù)順序展平點(diǎn)固后完成對(duì)接。為降低焊縫變形并提高結(jié)構(gòu)剛性，在長(zhǎng)焊縫背面位置，可以設(shè)置工藝?yán)睢Ｒ話叩剀囃庹职寮暗准苤g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(yè)之前，可以在焊縫背面進(jìn)行8號(hào)槽鋼點(diǎn)固，在點(diǎn)固基礎(chǔ)上進(jìn)行焊接作業(yè)，焊接完成后取消拉筋設(shè)置，采取這種生產(chǎn)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(jié)省了生產(chǎn)成本。

第三，采取火焰矯正法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)矯正。通過火焰矯正法進(jìn)行矯正操作后，焊接構(gòu)件其部分金屬獲得不可逆壓縮塑性變形，從而讓整個(gè)焊接構(gòu)件依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行較好矯正。然而在應(yīng)用火焰矯正法時(shí)，需要加強(qiáng)其溫度控制，一旦其溫度較高，則會(huì)對(duì)材料性能構(gòu)成影響，溫度較低則難以達(dá)到矯正效果。在實(shí)際操作中，多采取邊加熱邊噴水冷卻的方式進(jìn)行校正作業(yè)，以切實(shí)提高矯正效果。

3 結(jié)語

環(huán)衛(wèi)車輛屬于城市環(huán)保的重要工具，其生產(chǎn)質(zhì)量直接關(guān)系著城市環(huán)衛(wèi)質(zhì)量及城市形象。環(huán)衛(wèi)車輛其結(jié)構(gòu)多是應(yīng)用薄板件通過焊接構(gòu)成，然而在焊接作業(yè)過程中，受其薄板件結(jié)構(gòu)及焊接工藝等因素影響，容易產(chǎn)生薄板件焊接變形問題，影響著環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)質(zhì)量。基于此，從設(shè)計(jì)措施與工藝措施兩個(gè)層面，提出薄板件焊接變形防控措施。實(shí)踐證明，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，合理控制工藝措施，能夠有效降低焊接變形問題，保障環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)質(zhì)量。

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