汽车前地板焊接工艺及设备的改造应用

任龙

摘 要：新能源车开发的前地板等各个分总成由零部件供应商来完成焊接交付，零部件供应商根据产量需求、现有工艺设备特点做出可行的制造工艺方案，通过实际生产应用发现并解决问题，完成主机厂赋予的生产供应任务。文章对其焊接工艺与工装设计进行较全面的论述。希望能与同行共同分享实践经验，共同优化汽车车架结构的设计效果，提升汽车结构设计的安全性能，推动我国汽车行业健康、持续发展进程。

关键词：汽车;前地板;焊接;改造

1 导言

随着我国科学技术以及社会经济的飞速发展，我国汽车行业较之前相比已经取得了较大进步，各种先进的科学技术以及维修设备也被引进到汽车维修中，这样就极大地延长了汽车的使用寿命，方便了人们的日常出行，促进我国现代汽车行业创新发展。

2 汽车车架结构特征

车架是承受载荷的基础构件，也是影响汽车使用年限的关键因素之一。北汽福田作为国内轻型载货汽车行业的一个主要制造企业。笔者以时代轻卡为实例去阐述车架的结构特征。为了增强车架强度，应在纵梁中焊接加强纵梁，车架总长度大概是6500mm，外宽是760mm，规定车架上平面的平面度≥2mm，左右两侧纵梁对角线长度偏差最大值≤3mm，板簧支架对角线偏差最大值≤2mm。车架上部的发动机支架、板簧支架等均应被焊接在相应部位。焊接接头达到了几百处，接头位置焊縫众多，焊缝焊接质量是影响车架强度与刚度、外观要求与装配精度的主要因素，正因如此，一定要科学规划合理的焊接工艺，进而确保车架加工的整体质量。

3 生产验证及问题

在样件生产阶段，通过几个批次的生产调试，固化工艺参数、焊点顺序、整改夹具的现场问题等等，保证了产品初期的质量要求。但生产过程中发现焊钳电缆阻力大、操作费力、一人难以操作、需要两人操作、偶尔出现个别位置焊穿的质量问题、焊穿点几乎都在斜面上，但通过返修等处理措施，也保证了样件生产阶段的交付质量要求。

为了解决焊穿这个质量问题，应用G8D方法，否定了早期认为是操作员刚焊新品使用焊钳操作还不熟悉的因素，重新确定了是分体式焊钳的问题：斜面角度多，焊钳翻转电缆阻力大，人力固定困难且费力，易将零件焊。解决方案：（1）增加一个60°过渡接头，使直接压在焊钳摆臂上的电缆改变安装方向，直接从两摆臂之间穿过，减轻员工操作焊钳翻转时遇到的阻力;（2）设计安装一种限位装置，在焊钳翻转到某角度时固定焊钳角度，且尽量减少翻转角度的转换。

4 汽车焊接工艺及设备的改造

4.1 二氧化碳气体保护焊

二氧化碳气体保护焊焊接工艺比较成熟而且焊接成本也比较低，维修人员可以应用这种焊接工艺快速焊接，同时还能具有较高的焊接效率。二氧化碳气体保护焊焊接工艺的特点为不易受焊接位置以及零部件尺寸的影响，焊接之后具有良好的抗裂性而且零部件不容易出现变形。

4.2 汽车车架焊接工艺

（1）合理选择车架结构材料。通常情况下，汽车车架焊接工艺大体上是应用16Mn低合金钢或Q235A，以上两类材料焊接性能优良，且厚度适宜，完全符合汽车车架焊接工艺对材料提出的要求。以上2种焊接材料在应用前无须进行热处理，也不必使用特别的车架焊接工艺，车架在焊接实践中不易形成裂纹或气泡。（2）掌握正确的车架焊接方法。焊接方法是影响车架焊接质量的主要因素之一，因为汽车运行过程中车架是承受动载作用力的主要构件，因此对车架刚性提出较高的要求。在车架焊接期间焊接以后的收缩力处于较高水平，因此一定要选择和汽车整体构架及性能相匹配的焊接方法，同时严格依照车架焊接工艺参数，以实现对线能量的更有效调控。（3）焊接加热工艺。汽车车架是由数百条焊接材料整合在一起的，焊缝较短小并且集中分布，如果架体焊接加热缺乏匀称性或焊接人员进行数次加热，焊接接头易在热力作用下而降低接头承载性能。

4.3 生产节拍验证

影响生产节拍及焊接质量的焊钳改造完成验证成功后，再对生产过程中发现的焊点焊接难易度再优化焊点，确定每序的焊点数，实际生产时间、节拍数据如下：

（1）正面焊接：56点，256秒，约14JPH。（2）反面焊接：77点，275秒，约13JPH。（3）补焊：88点，268秒，约13.2JPH（含转运上产品架时间）。

从上可以看出，3组4序的工艺方案，生产瓶颈节拍为13JPH，符合顾客提出的12JPH的要求，达到了工艺方案设计要求。

4.4 预防焊接变形的方法

在焊接实践中，很容易产生大量热，这些热对焊接变形过程的形成有促进作用，另外，在各操作流程中，各部件相互交错也是引起变形的主要原因。结合产生变形的原因，可以采用如下措施加以预防。

（1）快速推拉夹具的方法：具体是在快速推拉夹具的协助下，把车架前、后段槽钢临近并脱离定位。（2）丝杠紧固车架大梁：车辆大梁在胎具中的有效定位不仅要依靠定位块，还需使用由丝杠制作的夹具压住型钢压住，促使其临近定位块的一端。（3）尽量减少随机误差，进而从根本上保证工件质量，工件随着随行夹具一并传输至下一个工位。

4.5 零部件焊接工艺的应用

现代汽车零部件焊接工艺的应用主要可以体现在车身制造、电子工业以及冲压生产中，我国现代汽车维修企业应当根据车身的实际情况确定适合的焊接工艺，这样才能在满足用户需求的同时提高自身的焊接效率，进而逐渐提高自身的行业地位以及行业竞争力。（1）在车身制造中的应用。目前我国大多数的现代汽车零部件焊接均采用激光焊接工艺，应用此种焊接技术可以大幅度提高材料的使用性能以及焊接性能，有效提高焊接效果，使车架、车窗以及车身具有良好的使用性能。（2）在电子工业中的应用。随着我国信息技术以及自动化技术的不断发展，焊接工艺在汽车制造行业、电子工业以及生物医学领域也得到了广泛应用。

5 结束语

综上所述，零部件供应商承接主机厂的前地板零件开发后，根据生产批量大小来确定工艺方案，利用现有设备、工位、产能节拍，策划出投资最小最经济可行的制造工艺方案3组4序。现代汽车维修人员也应当重视提高自身的维修能力以及工作水平，这样才能良好满足社会发展的需求，提高我国汽车零部件焊接技术的先进性、创新性和科学性。

参考文献：

[1]张鹏程.SK81车架输送线系统在焊装车间的应用[J].科学技术创新，2018，17（19）：148-150.

[2]毛新丽.C型手工电阻焊钳选型示例[J].装备制造技术，2016（02）：187-188+200.