摘要：汽车车架焊接是汽车加工制造的关键环节，工艺技术与工装设计方案直接影响到车架整体结构。基于此，本文先分析了汽车车架焊接的工艺技术，随后探究了汽车车架焊接的设计方案，具体如下。
关键词：汽车车架；车架焊接；变形矫正
引言：汽车车架为各部分提供了重要支撑，将各种零件安装在架构上可以构成完备的汽车整体。车架的焊接质量会影响到汽车整体装载能力与使用寿命，所以，对汽车车架焊接工艺技术与工装设计方案进行定研究，具有现实意义。
一、汽车车架焊接工艺
（一）焊接材料
为了提高汽车车架焊接工艺技术有效性，在正式开始焊接前要选择适合的结构材料。当前，在对国内汽车车架焊接工艺技术进行研究中发现，适合焊接的车架结构材料主要包括了16Mn和Q235A低合金钢等材料，这种类型的材料不仅可以满足车架结构焊接对于材料的整体要求，而且因为材料整体厚度适当，具有较好的焊接特性，所以实际应用范围较广。在具体操作中，工作人员只需要根据要求科学利用焊接工艺技术，不需要进行多次热处理。所以，焊接操作中出现的裂纹、气泡数量较少，对于技术人员的操作能力要求相对较低[1]。
（二）焊接方法
汽车车架焊接工艺方法会直接影响焊接质量。
第一，车辆架构焊接过程需要考虑到车辆在行驶期间产生的最大动载作用力，所以车架要有较强的刚度。
第二，在车架焊接后期，会产生较大收缩作用力，因此要根据车架焊接工艺参数，筛选出符合汽车整体构架要求与性能的焊接方法，以便技术人员对于不符合相关标准的部分进行及时地调整。
（三）工艺流程
为实现科学有效的汽车车架焊接，工作人员要在工艺技术应用中，确立合理的流程，具体为：
第一，根据汽车车架结构焊接的实际需求，将焊接过程中的变形量作为参考依据，并将总体焊接细化分为多个部分。在操作期间先将零件部分焊接组成小型组合件，之后将数量较少的零部件、小型组合件集成。
第二，为了减少焊接中出现变形问题，可以对出现变形的部分加工中，增加矫形工位，并在焊接期间使用点固焊方法，之后进行对称补焊操作。以机械焊接方法对总体架构进行矫正，如果出现严重变形问题，可以使用加热方法进行矫正。
第三，二氧化碳气体保护焊方法是一种半自动焊接方法。这种焊接方法的原材料为二氧化碳气体，是一种比较容易获得的材料，所以焊接成本较低。另外，二氧化碳气体在焊接过程中能实现较强的保护作用，提高生产效率，降低锈蚀、裂纹、氧化问题发生率。
二、汽车车架焊接工装设计
（一）设计方案
在进行汽车车架焊接工装设计中，最为重要的是“定位”。
第一，选择定位基准，一般可以将车架左右部分的侧纵梁上部前轮中心线作孔的位置作为定位基准孔。
第二，在进行纵梁定位中，要减少或选择规避纵焊接可能产生的变形问题，实现整体规格的有效控制。所以，在定位中要采用定位夹紧方式，对已经加工定位的左纵梁下翼面、外腹面进行定位，同时，为了保证装配与起模操作便捷性，可以使用气缸定位左右纵梁外腹面，内部则使用汽缸夹紧予以固定[2]。
第三，在横梁定位时，要明确圆管横梁一般通过穿插过纵梁上、横梁孔直焊在纵梁和加强梁的方法。所以在焊接定位中，可以采取侧向定位方式。保证2个纵梁宽度，以确保槽型横梁在车架宽度方向上前后、上下位置都可以使用“L”形定位块，对电焊进行有效控制。
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（二）变形控制
1.设计调整
为了加强汽车车架焊接出现的变形控制，需要从设计层面进行调整。
第一，控制好焊接焊缝的尺寸与形式。焊接缝尺寸会直接影响到汽车车架焊接的工作量，同时还会对变形严重程度造成影响。焊缝尺寸增加将带动工作量增加，最终直接促使焊接变形问题变得更加严重。所以，需要在保障汽车车架本身承载力的前提下，尽可能降低焊缝的尺寸，特别是边角位置焊缝。
第二，对焊缝的数量进行控制。主要要求焊缝数量的合理性，最大限度地降低焊缝数量。这种方式是能够有效地避免多余焊缝产生。在焊接中，要避免过于集中，同时也要减少焊缝垂直较差情况产生。
第三，在车架的设计中，要尽可能确保中性轴两侧变形始终处于大小相同、方向相反的状态，从而确保焊接变形可以相互抵消。
2.变形矫正
对于已经出现变形的问题，要完善结构设计，并采用改善工艺技术的方式矫正形变。如果在采用了一系类措施之后，仍有形变情况发生，需要采用相应的矫正工艺技术进行调整。一般来说，使用机械校正方法，在室温条件下进行矫正操作，将车架中部作为主要标准，放置在矫正夹具上，以此促使车架前端、后端施加有效外力加以弥补，消除焊缝区的塑性变形。
3.优化工艺
在进行变形控制中，可以采用的工装设计方法如下：
第一，采用反变形技术。这种技术是结合变形规律进行焊接，促使焊接部件与焊接变形反方向移动，从而实现变形量相互抵消的效果。焊接变形影响因素较多，具体包含了车架焊接件固定方式、焊接顺序和焊接条件等。在实际焊接中结合相关数据信息，才能明确反变形量，从而更好实现效果优化控制。
第二，刚性固定技术。这种工装设计方法是在不方便使用反变形时加以实施的，主要采用固定形式对零部件进行控制，防止出现焊接变形问题。目前，汽车车架焊接中，广泛使用夹具定位和夹紧固定的方法，如果夹具装夹的刚度越大，那么相应的焊接变形则会越小。
第三，控制焊接顺序方法。对焊接顺序进行调整，可以有效避免因为焊接顺序问题而影响到形变的情况。焊接顺序合理性主要是依靠自由收缩、相互抵消的方式实现，采用对称焊接的顺序，可以更好地促进焊接变形抵消。
（三）注意事项
1.焊接方法
在焊接中可以使用点固焊、分段跳焊等不同方法，但是在具体的应用中要注意不同方法所引起的起弧、收弧问题。如果不能合理控制，最终会使焊接连续性受到影响，焊缝不够美观而且还容易引发变形问题。在此环节中，要注意加强焊缝起弧控制。例如，在短期焊接起弧中，要注意焊接与凝聚力的调控，避免采用反复多次加热的方式，如果起弧不当，还容易产生陨石坑、孔隙度以及裂缝等缺陷。此外，正确使用右焊接方法，将焊炬向前倾斜10度至20度，以获取更好的深度，突出焊接优势。这种操作方法能起到良好的气体保护作用，在厚度较大的板材焊接中效果更好。
2.收弧控制
收弧控制注意事项包括以下几点：
第一，如果在焊接中焊弧坑停止在控制电路的位置，火炬在收弧、单路同时开启的状态下，焊接电流和电弧电压会自动减少，直至填坑满为止。
第二，如果在使用焊机是没有弧坑控制电路，或者因为电流小无法进行有效控制，则要停止弧焊炬，在熔池凝固作用下反复打断电弧，直至填坑。在操作中要加快速度，防止因为凝固前引弧问题而造成未熔合或者气孔缺陷问题发生。
总结：综上所述，汽车车架是车辆的骨干结构，同时也是汽车动力载荷、静态载荷的重要承担结构。汽车车架焊接质量决定其刚度与强度，进一步影响到汽车的整体行驶性能。因此，在进行规划设计中，要结合汽车车架的具体结构特征，提出具有实际发展意义的焊接工艺方法和工装设计方案，提高汽车的整体使用价值。
参考文献
[1]李持生.汽车车架焊接工艺和工装设计探析[J].企业技术开发,2018, 37(12):81-83.
[2]杜法刚.汽车车架的焊接及质量控制分析[J].南方农机,2018,49 (06):166.
论文作者:黄伟文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
标签：车架论文; 汽车论文; 方法论文; 工装论文; 工艺技术论文; 结构论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第30期论文;