探究焊缝设计在汽车底盘结构件的应用

探究焊缝设计在汽车底盘结构件的应用
在汽车整体的架构之中，底盘结构件作为重要的组成部分，其焊接设计能够直接关乎到汽车整体的制造质量，所以本文将针对焊缝设计在汽车底盘结构件的应用这一课题进行进一步的探究，希望能够在理论等层面上为焊缝设计的发展起到一定的推动作用，并且提出可行的建议。

标签：焊缝设计；汽车底盘；结构件
在焊缝设计中要充分考虑到汽车底盘结构件的基本特点，从整体的焊缝性质、焊缝与连接件的载荷传导状况、强度承受程度等多个方面，去进行焊接接头的形式选择以及结构状态的评估，并且提出相应的焊接设计方案。

一、汽车底盘结构件的基本状况
汽车底盘的作用就是支撑并且安装汽车发动机中的各个部件，从而形成汽车的整体造型，所以汽车的底盘大致可以分为传动系、行驶系、转向系以及制动系等四大体系，而从结构上来看，焊缝设计主要应用在行驶系统中的车架、悬架以及前后桥的结构件上，从而提升发动机的使用动力，增强其汽车部件的支撑能力。

后桥在汽车整车行驶的过程之中起驱动作用，整体的工作状态呈受力状态，在支撑整个车架的过程之中，还要从车架传递负荷到车轮之上。

而一些汽车的类型不同，如果前桥作为转向桥、那么后桥就会作为驱动桥，具有驱动作用，此时的转向驱动桥内部是空心的，位于中间一分为二，在不断传递车轮与车架之间的力和矩力的同时还能够缓冲不平路面带给整个车体的冲击力。

在衰减振动时保证平顺形式。

所以为了车桥能够提升稳定程度，就需要利用焊缝设计来增强连接性，增强后桥与整车之间的联系强度，从而满足汽车整车的运行需求。

所以只有在明确汽车底盘结构件的基本状况的基础之上，才能够对于焊缝设计进行优化，而目前我国焊缝设计在汽车底盘结构件中的应用以及方案已经较为成熟，能够初步满足汽车的制造与使用需求，但还有较大的发展空间，在提升焊接设计与工艺设计的过程之中，汽车底盘结构件也能够实现优化与进步[1]。

二、加强焊缝设计在汽车底盘结构件中应用的具体措施
（一）明确汽车底盘结构件焊缝设计方案的基本流程
在焊缝设计的过程之中应该明确几个流程，首先先要明确底盘工艺设计的前提条件，因为产品的基本资料是汽车底盘结构件的综合数据模型，其中可以直观地获得零部件的基本尺寸信息以及位置信息，然后再进行工艺分析：明确车身定位点的通用性、发动机吊具以及前桥分装工装的通用性和底盘结构中所设计出的装配空间是否满足汽车荷载的实际需求等。

其次还要通过相应的试验环节以及模型建立环节来对于汽车底盘结构件的基本性能进行验证；焊接后，因高温导致材料本身力学性能的变化，会对后桥寿
命和性能产生影响；这是因为焊接过程之中会出现不均匀的加热与冷却状况，所以也会存在较大的焊接残余应力，所以后桥在应用焊缝设计的过程之中应该对后桥进行温度的测试以及相关数量的收集，以此对于后桥的基本温度状况有一个初期的掌握。

还要根据后桥的基本特性、材料属性等相关参数加载到整个汽车底盘结构件焊缝设计模型之中，从而实现测试点的比较方式；首先要建立好三维有限元模型，从而在模型之中验证其汽车底盘结构件在一定的焊缝设计之中是否能够满足温度场标准与应力场试验需求[2]，然后再次导入相应的残余应力场，并且提升整体模型的负荷，建立全新的工作载荷模式，以此完成安全校验工作以及焊缝设计工作。

目前的焊缝设计在后桥中应用主要是采取安全系数N评价性能的方式，只有从根本上明确焊接残余应力与工作载荷的基本数据，从而在合成的过程之中得到安全系数，才能够明确焊缝数量、焊缝长度以及布道位置。

所以在整个综合设计方案之中，是需要根据车型的特有结构，来梳理完成专用工装的明细、设计开发专用工装等，加强对于地盘线的设计与制造，并在此过程之中进行相应地调试工作。

在最后的工艺规划推进环节，则是利用完善的项目工作网络图，来落实好目前的汽车底盘结构件焊接设计方案，经过验证焊缝生产线、生产工艺顺序、工装可行性等多个环节，去推动焊缝设计方案的优化与改进。

（二）明确汽车底盘结构件的焊接要求
根据汽车底盘结构件生产纲领、生产线柔性需求来提升焊接质量，根据焊缝的分布特点，来加强焊接生产线的设计，才能够提升其汽车底盘结构件的牵引力、减缓汽车整体上的冲击作用，从而保障汽车能够稳定行驶。

以激光焊接技术为例，在整体的焊缝设计方案之中，选择激光焊接的技术可以满足组宽体车生产需求[3]，因为一些宽体车既需要保证其能够正常运行，还要提升性能，实现零件重量的减负任务，所以在焊缝设计之中可以采取激光拼焊板的设计来最大程度上减少零件的基本数量，并且尽可能降低汽车底盘结构件的实际重量。

激光焊接在焊缝设计之中具有很明显的优势，能够提升钢板连接的兼容性，一些厚度、等级、品牌、镀层等相关内容不同的钢板，经过连接之后能够满足汽车制造的更重焊接形状要求，对于汽车整体生产制造而言具有柔性生产的基本特征，也能够最大程度上减少对于模具的使用频率，提升汽车整体设计的柔性程度，增强材料资源的最大化利用效率与合理配置。

（三）优化汽车底盘结构件中焊縫设计的实际计算
在进行焊缝设计方案制定时，还应该利用多种模型与计算来明确汽车底盘结构件的基本性能以及焊接效果，从实际计算环节进行相应的优化；加强模拟值与实测值之间的比较。

其次在合成应力的计算过程之中，通常都是“以参与应力场分布文件作为单元各积分点的应力”，然后在进行数值读取之后，发布相应的命令，在加入约束数值以及工作载荷参数的基础之上，完成合成应力的基本计算[4]。

安全校验仍然是汽车底盘结构件中焊缝设计中不可或缺的一环，能够对于所
计算出的结果进行测试与计算，而目前焊缝安全校验的判断依据一般是由安全系数测试标准以及最大应力值、刚度值等多个标准进行性能的检测的[5]，通过相应拉伸破坏检验行为、模拟计算行为来进行汽车底盘结构件状态的观察，从而找到焊缝设计之中的不足，在不断调试与对比的基础之上，完成安全校验核对的工作，以此把焊缝设计的安全系数控制到标准的范围之内[6]。

结语：
目前在汽车底盘结构件的焊缝设计之中，还有很大的改进空间，要在明确汽车底盘结构件的基本状况以及焊接需求的基础之上，加强焊接技术的优化与应用，通过明确汽车底盘结构件焊缝设计方案的基本流程、明确汽车底盘结构件的焊接要求、优化汽车底盘结构件中焊缝设计的实际计算、加强焊缝设计在汽车底盘结构件中的安全校验等多个方面，去从根本上完善设计思路，提升汽车产品以及汽车底盘结构件性能与质量，并且降低制造成本，保障汽车使用安全的同时促进汽车企业的发展。

参考文献：
[1]朱剑峰，张君媛.汽车减振器支架焊缝疲劳寿命优化设计[J].汽车工程，2017，（7）：802-806.
[2]朱龙，陈婷，苏星燊.焊缝设计在汽车底盘结构件的分析[J].中国科技投资，2017（8）：267.
[3]盛精，解若愚.TRIZ在塑料制离合器总泵旋转焊接设计中的应用[J].机械设计与制造，2017（12）：208-211.
[4]王水莹，周震华.焊缝热影响区疲劳分析方法下的副车架结构改进设计[J].上海汽车，2017（10）：14-17.
[5]邹焱飚，周卫林，王研博.基于概率连续模型的激光视觉焊缝自动跟踪[J].机械工程学报，2017（10）：70-78.
[6]王振民，张福彪，王鹏飞，等.全数字机器人VPPA焊接电源[J].焊接学报，2017（7）：5-8，30.。