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摘 要：汽车车架焊接工艺和工装设计是汽车制造与加工过程中的关键步骤,只有把握住焊接和工装的关键技术,才能实现汽车车架的稳固和美观.本文以国内北汽福田的一款轻型载货汽车为例,分析了这种型号汽车的车架特点,然后分析了焊接工艺性,再探讨了焊接流程和工艺应该注意的关键点,并且以图例说明了工装设计方案.良好的焊接工艺和工装设计方案是关系到我国汽车工业健康发展的关键,只有不断的实践和科学的研究探讨,才能为实现我们国家工业化生产做出一份努力.

关 键 词：焊接工艺；汽车车架；工装设计

中图分类号：TE972+.5文献标识码：A

1焊接车架前分析

车架是承受汽车重量的关键部位,就和人体的骨骼一样,没有健全并且运转良好的骨骼支架,就不能健康的站立、行走和生活.汽车车架是联系汽车其他各个部分的一个重要结构,也是承受载荷的基础部件.在汽车生产成功后,它不仅仅需要承受汽车的静载荷,更要承受汽车不断行驶过程中的动载荷.所以,一个汽车使用寿命的长短,和汽车车架有很大的关系.

边梁式焊接是目前国内载货汽车一般会使用的车架焊接方式.本文主要是以北汽福田的一种货车为例来分析.北汽福田是国内轻型载货汽车行业的主要生产企业之一,而时代轻卡作为其主导产品,自然有特殊和值得学习的地方.主要分析的是它的结构特点.其中七根横梁和两根槽型纵梁,是由它们焊接而成的该车架的闭合式架构.为增加车架的强度,纵梁内部焊接加强纵梁,车架总长约6500毫米,外宽760毫米,车架上平面的平面度要求不得大于2毫米,左右纵梁对角线长度最大偏差不超过3毫米,板簧支架对角线最大偏差不超过2毫米.车架上的发动机支架、驾驶室支架、板簧支架等焊接在相应的位置.焊接接头共有几百处,接头处焊缝多,每一条焊缝的焊接质量都直接影响到整个车架的强度和刚度,影响外观要求和后续工艺的装配精度,因此,必须设计合理的焊接工艺和车架焊合台,以能保证车架总成的质量.

2焊接工艺性分析

2.1车架结构材料一般用Q235A或16Mn低合金钢,焊接性好,加之材料的厚度适中,在合理的装焊工艺条件下,一般不容易产生气孔和裂纹,不需要采用特殊的焊接工艺措施和焊后热处理.

2.2车架是整车的载体,车架的焊缝主要承受汽车运行过程中的动载作用,而车架刚性大,焊后接头的收缩力较大,因此必须选用合理的焊接方法及工艺参数,控制线能量.

2.3由于整个车架总成是由几百条焊缝交织在一起的组合体,并且焊缝短而集中,焊接加热不均匀且重复加热,接头容易产生热组织而降低接头的承载能力,必须处理好短焊缝的起弧、收弧和衔接,尽量避免补焊,减少重复加热,保证接头强度.

2.4对于车架纵梁和横梁而言,焊缝分布并非完全对称,尤其是纵梁加强梁的焊接,要合理安排焊接顺序,尽量采用对称焊和从中间向两头施焊,以减少焊接变形.

2.5控制零部件尺寸即互换性,保证装配间隙均匀,以减少因收缩不均所造成的变形.

2.6夹具设计时要合理留有收缩余量及装配间隙,综合处理好车架焊后接头应力与总体变形这对相互矛盾的问题,在保证满足设计尺寸要求的条件下,接头焊后存在的应力愈小愈好.

3焊接流程和工艺

3.1采取二氧化碳气体保护焊的原因和选择焊接参数

由于二氧化碳气体保护,焊接成本低,生产效率高,抗锈、抗氢和抗裂纹能力强,焊后不清渣,变形小,易操作,适于全位置焊,因此焊接方法采用半自动二氧化碳气体保护焊,其焊接工艺参数如下所示：车架焊接工艺参数：焊机型号NBC-350；焊丝直径：1.0mm；焊丝牌号：H08Mn2S1A；焊接电流：170-210A；电弧电压：22-26V；气体流量：10-13L/min；焊接速度：50cm/min.

3.2装焊工艺流程

根据车架焊接组成的结构特点,在充分考虑预防焊接变形的基础上,将焊接过程分解为先将零部件装焊成组合件,最后由若干零件及组合件装焊成焊接总成.为矫正焊接变形,在存在变形较为严重的两个工序后增加矫形工位.工艺流程如下图：

零部件组焊→焊纵梁加强梁→纵梁焊后矫形→大桩定位点固焊→车架补焊→车架装配→车架矫形→车架检验→车架涂装

减小焊接变形,在焊接时应先进行点固焊,然后从中间向两端对称补焊,补焊完成后利用机械法对焊接总成进行矫形,在变形严重时也可采用加热法进行矫正.

4工装设计方案

4.1定位基准的选择

易车架左右纵梁上的前轮中心线孔作为定位基准孔.

4.2车架纵梁定位夹紧

为了减少和防止纵梁装焊时焊接变