汽车制造中的焊接变形与控制

汽车制造中的焊接变形与控制
发布时间：2021-12-29T08:11:04.544Z 来源：《中国科技人才》2021年第24期作者：田璟涛[导读] 焊接是制造业中的重要加工工艺，它具有精确、可靠、低成本的特点。

焊接在汽车制造中应用尤其广泛，但是焊接过程中，由于焊接区域的局部收缩和应力作用将产生焊接变形。

本文分析了汽车制造中焊接变形产生的原因，主要是工艺流程不合理、工装定位不可靠、装配时存在间隙、焊接操作不规范等。

本文提出了汽车制造焊接变形的控制措施，明确变形产生的原因，采取针对性措施，提升汽车制造
质量。

田璟涛
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摘要：焊接是制造业中的重要加工工艺，它具有精确、可靠、低成本的特点。

焊接在汽车制造中应用尤其广泛，但是焊接过程中，由于焊接区域的局部收缩和应力作用将产生焊接变形。

本文分析了汽车制造中焊接变形产生的原因，主要是工艺流程不合理、工装定位不可靠、装配时存在间隙、焊接操作不规范等。

本文提出了汽车制造焊接变形的控制措施，明确变形产生的原因，采取针对性措施，提升汽车制造质量。

关键词：汽车制造;焊接变形;控制措施
引言
汽车企业只有不断提高汽车制造质量，才能在激烈的市场竞争中站稳脚跟。

焊接工艺是汽车制造中一种常用的工艺，其生产工艺简单，生产效率高，具有精确、可靠、低成本的特点，能够有效地节省金属材料。

然而，在焊接工艺的应用过程中，如果出现收缩或受到应力作用的影响，就会产生焊接变形。

对焊接变形进行有效地控制是汽车制造过程中的控制重点，只有对焊接质量进行有效地控制，才能促进汽车制造质量的提升。

因此，需要采取必要的控制措施减少焊接变形的产生。

1.引起焊接变形的原因
1.1工装定位不可靠
在车身焊接过程中，大部分焊接位置必须用普通工装定位。

如果此类工装的刚度不能满足定位要求，则直接影响定位效果，并在外力作用下使机体变形。

焊接过程中变形可能不明显，但待焊件温度恢复正常后变形会更加明显。

1.2装配时存在间隙
在焊接车身前，必须将不同的零件组装起来，这样焊接工作才能顺利进行。

为保证正常情况下焊接的正常进行，装配时不同部件之间的间隙应控制在1.5mm以内，不仅如此，还会造成焊接变形。

装配间隙越大，焊接时间越长，焊缝变形的可能性越大。

1.3工艺流程不合理
在车身焊接过程中，通常会有较长的焊接接头分布在车身的不同部位。

在焊接这些焊接接头的过程中，如果工艺流程不合理，就会出现焊缝变形。

例如，在焊接步骤或焊接布局不对称的情况下，生产线缩短，焊接接头弯曲变形。

但是，如果焊接部分的重心与接头的重心不重合，则焊接位置会产生角度变形。

因此，车架中焊接接头的数量越多，焊接变形的范围就越大。

1.4焊接操作不规范
车身焊接过程中焊接操作的标准化直接影响焊接质量。

当焊工在操作过程中没有严格执行焊接参数时，就会发生焊缝变形。

一般来说，影响焊接质量的参数主要包括输入电流、电极直径和焊接速度。

输入功率过大，电极过粗，焊接速度过慢，会出现焊接变形。

同时，如果在焊接过程中选择点焊，焊接变形的可能性远小于连续焊接，因此点焊成为主流焊接方法。

另外，如果焊接操作者选择的焊接顺序不合理，会对整个焊接过程产生不利影响，发生焊接变形。

2.汽车制造焊接变形的控制措施
在汽车制造过程中，为了对焊接变形进行有效地控制，需要采取以下控制措施：
2.1严格控制焊接工艺
为了有效避免焊接变形的产生，需要在工艺控制方面采取以下措施：
第一，应用反变形工艺。

反变形工艺的应用需要根据焊接变形的规律进行焊接，保证焊接部件向焊接变形的反方向移动，对焊接变形产生抵消作用。

在具体的应用过程中，需要根据相关数据制定针对性的应用方案，确定反变形量，以便获得良好的控制效果。

第二，应用刚性固定工艺。

在无法应用反变形工艺的情况下，可以应用刚性固定工艺，通过对部件进行固定的方式对焊接变形进行有效的限制。

在汽车焊接过程中，刚性固定工艺主要为焊接夹具定位及紧固，这种方式夹具的装卡刚度越大，产生的焊接变形幅度越小。

第三，严格控制焊接顺序。

在车身焊接过程中，焊接顺序是影响焊接变形的关键因素，只有对焊接顺序进行严格的控制，保证顺序的合理性，才能有效避免焊接变形的出现。

因此，焊接操作人员需要在焊接过程中严格执行焊接工艺中规定的焊接顺序，减少焊接变形的出现。

第四，合适设置焊缝位置。

在设置焊缝位置时，应尽量将焊缝设置在截面的中心轴上，这样能够使焊缝尽量的靠近中心轴，有利于减少总结构变形的产生。

如果焊缝的长度较长，可以采用分段焊接或跳焊的方式，实现对热量输入的有效控制，尽量降低变形率。

2.2保证焊接设计的合理性
在进行汽车焊接设计的过程中，为了保证设计的合理性，必须严格控制焊接缝的形式与尺寸。

焊接缝的尺寸是影响焊接质量的关键因素，如果焊接缝的设计尺寸过大，就会引起焊接变形。

因此，想要对焊接变形进行有效地控制，必须在车身承载能力的情况下尽量缩小焊接缝的尺寸，尤其是角焊缝的尺寸，必须控制在规定的范围内。

但是，焊接缝的尺寸并不是越小越好，如果焊接缝的尺寸过小，就会造成焊接后的冷却速度过快，冷却后会出现裂缝，影响焊接质量。

要在设计中严格控制焊接缝的数量，有效减少焊接缝数量，避免一些不必要的焊接缝出现。

同时应避免出现焊接缝过于集中的现象，防止在焊接过程中出现重合或交叉。

此外，车身设计中应保证中心轴两侧的变形大小相同，且方向相反，能够有效抵消焊接变形情况。

2.3对焊接变形进行校正
在汽车车身的焊接过程中，通过采取各项控制措施能够有效减少焊接变形的产生，但是，由于车身焊接工艺流程复杂，即使在严格控制，仍然有可能出现焊接变形。

针对这种情况，可以采取必要的手段对焊接变形进行校正，消除这些焊接变形。

在对焊接变形进行校正的过程中，主要采用机械校正的方式在室温下进行校正。

校正过程中，需要以车身中部为标准，将其放置在矫正夹具上。

通过这种方式，可以向车架的前端与后端施加外力，缩小车身变形区的金属伸张，进而实现对焊接变形的校正。

在具体的校正过程中，需要对车身的尺寸与精度进行严格的控制，确保校正后的车身尺寸满足设计要求。

与此同时，还要在焊接过程中应用刚性固定工艺与反变形工艺控制车身的焊接变形，保证车身的尺寸。

一般情况下，焊接变形校正工艺适合应用在对局部焊接变形进行校正的过程中，对于车身整体出现的焊接变形，则需要采取下料或装配补偿的方式来解决。

2.4大型结构件的变形控制
大型结构钢的变形种类主要有收缩变形、弯曲变形和扭曲变形。

汽车车架、箱体产生变形的原因：装配间隙引起的焊接变形，为保证焊接接头的质量，间隙--般要求小于1.5mm，间隙过大，融化金属从间隙露出，施焊困难，并且间隙过大，热输人大，变形大;工装拘束度引起的焊接变形，若工装定位刚性不好，会引起拘束不良，当去除工装后，变形会显现出来;焊接工艺造成的变形，焊接的顺序和焊缝的分布对变形有较大的影响，尽量要求焊缝关于结构中心对称;焊接规范引起的变形，焊接电流大，焊接速度慢，线能量比较大，变形大。

大型结构钢的变形严重威胁整体钢结构的质量安全，目前在大型钢结构的矫正变形的的方法主要有两种：一种是大型结构焊接后采用机械设备矫正的方法，另一种是采用焊接火焰的方法来对变形进行矫正。

大型结构件焊接变形问题是一个相对综合而又复杂的问题，由于大型结构件具有质量较重、体积较大、焊缝分布不均匀等特点，出现焊接变形也是焊接工艺施工中不可避免的问题之-一。

我们只有不断强化焊接工艺
水平，从全局出发，综合的考虑焊接变形可能出现的各种原因、不同位置来实现对大型结构件焊接变形的控制，提高大型结构件的质量、应用效率。

结语
总而言之，在不久的将来，在大力发展与努力之下，国内汽车行业的焊接技术就一定能够不断缩小与国外之间的差异，最终更好的迎接汽车工业的挑战和机遇。

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