汽車制造中的焊接變形與控制

婁萬軍

(吉林交通職業(yè)技術學院，長春 130012)

0 引言

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車的質量提出了更高的要求。汽車企業(yè)只有不斷提高汽車制造質量，才能在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟。焊接工藝是汽車制造中一種常用的工藝，其生產工藝簡單，生產效率高，具有精確、可靠、低成本的特點，能夠有效地節(jié)省金屬材料。然而，在焊接工藝的應用過程中，如果出現(xiàn)收縮或受到應力作用的影響，就會產生焊接變形。對焊接變形進行有效地控制是汽車制造過程中的控制重點，只有對焊接質量進行有效地控制，才能促進汽車制造質量的提升。因此，需要采取必要的控制措施減少焊接變形的產生。

1 引起焊接變形的原因

在汽車制造過程中，引起焊接變形的原因主要包括以下幾個方面：

1.1 工藝流程不合理

在對汽車車身進行焊接過程中，通常會出現(xiàn)長度較長的焊接縫，這些焊接縫分布在車身的各個部位，在對這些焊接縫進行焊接的過程中，如果出現(xiàn)工藝流程不合理的現(xiàn)象，就會造成焊接變形的出現(xiàn)。例如，在焊接步驟或焊縫布局不對稱的情況下，會導致生產線性縮短，致使焊接縫出現(xiàn)彎曲變形現(xiàn)象。而在焊接縫的截面重心無法與接頭截面重心重合的情況下，會造成焊接位置出現(xiàn)角變形。因此，車架上焊接縫的數(shù)量越多，產生焊接變形的幅度越大。

1.2 工裝定位不可靠

在對車身進行焊接過程中，大部分焊接位置需要采用共工裝定位的方式，如果這些工裝的剛性無法滿足定位要求，就會對定位效果造成直接影響，導致車身在外力作用下產生變形。這些變形在焊接過程中可能表現(xiàn)得不明顯，但在焊接部位的溫度恢復正常后，變形就會更明顯。

1.3 裝配時存在間隙

在對車身進行焊接前，需要通過裝配的方式將不同的部件組合到一起，只有做好裝配工作，才能保證焊接工作的順利進行。一般情況下，為了保證焊接的正常進行，需要在裝配過程中將不同部件之間的間隙控制在1.5 mm以內，如果轉配間隙超過這個范圍，就會使焊接接頭受到一定的影響，不但增加焊接難度，而且會造成焊接變形的出現(xiàn)。裝配間隙越大，焊接時間就越長，產生焊接變形的可能性也就越高。

1.4 焊接操作不規(guī)范

在車身焊接過程中，焊接操作的規(guī)范性會對焊接質量造成直接的影響，如果焊接操作人員在工作中沒有嚴格執(zhí)行焊接參數(shù)，就會引起焊接變形。一般情況下，影響焊接質量的參數(shù)主要包括輸入電流、焊條直徑以及焊接速度等。如果在焊接時出現(xiàn)輸入電力過大，使用的焊條過粗以及焊接速度過慢等問題，都會引起焊接變形。與此同時，如果焊接過程中選擇點焊的形式，其產生焊接變形的可能性會明顯小于連續(xù)焊形式，因此點焊已經成為目前的主流焊接方式。此外，如果焊接操作人員在焊接時選擇的焊接順序不合理，將對整體的焊接過程造成不利影響，同樣會產生焊接變形。

2 汽車制造焊接變形的控制措施

在汽車制造過程中，為了對焊接變形進行有效地控制，需要采取以下控制措施：

2.1 保證焊接設計的合理性

在進行汽車焊接設計的過程中，為了保證設計的合理性，必須嚴格控制焊接縫的形式與尺寸。焊接縫的尺寸是影響焊接質量的關鍵因素，如果焊接縫的設計尺寸過大，就會引起焊接變形。因此，想要對焊接變形進行有效地控制，必須在車身承載能力的情況下盡量縮小焊接縫的尺寸，尤其是角焊縫的尺寸，必須控制在規(guī)定的范圍內。但是，焊接縫的尺寸并不是越小越好，如果焊接縫的尺寸過小，就會造成焊接后的冷卻速度過快，冷卻后會出現(xiàn)裂縫，影響焊接質量。要在設計中嚴格控制焊接縫的數(shù)量，有效減少焊接縫數(shù)量，避免一些不必要的焊接縫出現(xiàn)。同時應避免出現(xiàn)焊接縫過于集中的現(xiàn)象，防止在焊接過程中出現(xiàn)重合或交叉。此外，車身設計中應保證中心軸兩側的變形大小相同，且方向相反，能夠有效抵消焊接變形情況。

2.2 嚴格控制焊接工藝

為了有效避免焊接變形的產生，需要在工藝控制方面采取以下措施：

第一，應用反變形工藝。反變形工藝的應用需要根據焊接變形的規(guī)律進行焊接，保證焊接部件向焊接變形的反方向移動，對焊接變形產生抵消作用。在具體的應用過程中，需要根據相關數(shù)據制定針對性的應用方案，確定反變形量，以便獲得良好的控制效果。

第二，應用剛性固定工藝。在無法應用反變形工藝的情況下，可以應用剛性固定工藝，通過對部件進行固定的方式對焊接變形進行有效的限制。在汽車焊接過程中，剛性固定工藝主要為焊接夾具定位及緊固，這種方式夾具的裝卡剛度越大，產生的焊接變形幅度越小。

第三，嚴格控制焊接順序。在車身焊接過程中，焊接順序是影響焊接變形的關鍵因素，只有對焊接順序進行嚴格的控制，保證順序的合理性，才能有效避免焊接變形的出現(xiàn)。因此，焊接操作人員需要在焊接過程中嚴格執(zhí)行焊接工藝中規(guī)定的焊接順序，減少焊接變形的出現(xiàn)。

第四，合適設置焊縫位置。在設置焊縫位置時，應盡量將焊縫設置在截面的中心軸上，這樣能夠使焊縫盡量的靠近中心軸，有利于減少總結構變形的產生。如果焊縫的長度較長，可以采用分段焊接或跳焊的方式，實現(xiàn)對熱量輸入的有效控制，盡量降低變形率。

2.3 對焊接變形進行校正

在汽車車身的焊接過程中，通過采取各項控制措施能夠有效減少焊接變形的產生，但是，由于車身焊接工藝流程復雜，即使在嚴格控制，仍然有可能出現(xiàn)焊接變形。針對這種情況，可以采取必要的手段對焊接變形進行校正，消除這些焊接變形。在對焊接變形進行校正的過程中，主要采用機械校正的方式在室溫下進行校正。校正過程中，需要以車身中部為標準，將其放置在矯正夾具上。通過這種方式，可以向車架的前端與后端施加外力，縮小車身變形區(qū)的金屬伸張，進而實現(xiàn)對焊接變形的校正。在具體的校正過程中，需要對車身的尺寸與精度進行嚴格的控制，確保校正后的車身尺寸滿足設計要求。與此同時，還要在焊接過程中應用剛性固定工藝與反變形工藝控制車身的焊接變形，保證車身的尺寸。一般情況下，焊接變形校正工藝適合應用在對局部焊接變形進行校正的過程中，對于車身整體出現(xiàn)的焊接變形，則需要采取下料或裝配補償?shù)姆绞絹斫鉀Q。

3 結語

在汽車制造過程中，需要大量的應用焊接工藝，而焊接過程中產生的焊接變形是困擾汽車制造企業(yè)的主要問題之一。一般情況下，引起焊接變形的原因主要包括工藝流程不合理、工裝定位不可靠、裝配時存在間隙以及焊接操作不規(guī)范等。為了有效減少焊接變形的產生，我們必須采取相應的控制措施，保證焊接設計的合理性，嚴格控制焊接工藝，并對焊接變形進行校正，實現(xiàn)對焊接變形的嚴格控制，保證車身尺寸滿足設計要求，提高汽車制造水平，促進汽車行業(yè)的發(fā)展。