汽車制造中的焊接變形與控制

魏建光

摘 要：對于汽車制造行業來說，焊接技術具有至關重要的作用，能否對焊接技術進行有效的應用，將會對汽車零部件的生產質量造成直接的影響，甚至會影響到汽車制造活動的正常開展。然而，在焊接工藝的應用過程中，如果出現收縮或受到應力作用的影響，就會產生焊接變形。對焊接變形進行有效地控制是汽車制造過程中的控制重點，只有對焊接質量進行有效地控制，才能促進汽車制造質量的提升。

關鍵詞：汽車制造;焊接變形;控制措施

1 焊接技術在汽車制造中的應用現狀

在汽車制造領域當中，焊接技術的應用非常廣泛，具體可以將其分為五種類型：第一，電阻焊，其主要是以點焊、多點焊、縫焊以及凸焊為主，在車門、底板、油箱、前橋、車身總成以及發動機蓋等部分的焊接中較為常用;第二，電弧焊，這種焊接技術涉及到焊條電弧焊、埋弧焊、氬弧焊以及CO2保護焊等，在后橋、傳動軸、橫梁、車廂、機油盤、厚板零部件以及鋁合金零部件的焊接中較為常用;第三，特種焊，包括電子束焊、激光焊以及摩擦焊，主要在后橋、齒輪、轉向桿、車身底板等部分的焊接中應用;第四，釬焊，在硬質合金工件、鋼件、銅件以及散熱器焊接中較為適用;第五，氧乙烷焊，主要在車身補焊中應用。這幾種焊接技術當中，目前應用最為廣泛的包括點焊、CO2保護焊以及釬焊，而隨著汽車制造行業的飛速發展，還需要對焊接技術的焊接精度以及焊接質量進行不斷的提升，如此才能滿足現代汽車制造的相關需求。

2 引起焊接變形的原因

2.1 工藝流程不合理

在對汽車車身進行焊接過程中，通常會出現長度較長的焊接縫，這些焊接縫分布在車身的各個部位，在對這些焊接縫進行焊接的過程中，如果出現工藝流程不合理的現象，就會造成焊接變形的出現[1]。例如，在焊接步驟或焊縫布局不對稱的情況下，會導致生產線性縮短，致使焊接縫出現彎曲變形現象。而在焊接縫的截面重心無法與接頭截面重心重合的情況下，會造成焊接位置出現角變形。因此，車架上焊接縫的數量越多，產生焊接變形的幅度越大。

2.2 工裝定位不可靠

在對車身進行焊接過程中，大部分焊接位置需要采用共工裝定位的方式，如果這些工裝的剛性無法滿足定位要求，就會對定位效果造成直接影響，導致車身在外力作用下產生變形。這些變形在焊接過程中可能表現得不明顯，但在焊接部位的溫度恢復正常后，變形就會更明顯。

2.3 裝配時存在間隙

在對車身進行焊接前，需要通過裝配的方式將不同的部件組合到一起，只有做好裝配工作，才能保證焊接工作的順利進行。一般情況下，為了保證焊接的正常進行，需要在裝配過程中將不同部件之間的間隙控制在1.5 mm以內，如果裝配間隙超過這個范圍，就會使焊接接頭受到一定的影響，不但增加焊接難度，而且會造成焊接變形的出現。裝配間隙越大，焊接時間就越長，產生焊接變形的可能性也就越高[2]。

3 汽車制造焊接變形的控制措施

3.1 保證焊接設計的合理性

在進行汽車焊接設計的過程中，為了保證設計的合理性，必須嚴格控制焊接縫的形式與尺寸。焊接縫的尺寸是影響焊接質量的關鍵因素，如果焊接縫的設計尺寸過大，就會引起焊接變形。因此，想要對焊接變形進行有效地控制，必須在車身承載能力的情況下盡量縮小焊接縫的尺寸，尤其是角焊縫的尺寸，必須控制在規定的范圍內。但是，焊接縫的尺寸并不是越小越好，如果焊接縫的尺寸過小，就會造成焊接后的冷卻速度過快，冷卻后會出現裂縫，影響焊接質量[3]。要在設計中嚴格控制焊接縫的數量，有效減少焊接縫數量，避免一些不必要的焊接縫出現。同時應避免出現焊接縫過于集中的現象，防止在焊接過程中出現重合或交叉。此外，車身設計中應保證中心軸兩側的變形大小相同，且方向相反，能夠有效抵消焊接變形情況。

3.2 嚴格控制焊接工藝

第一，應用反變形工藝，反變形工藝的應用需要根據焊接變形的規律進行焊接，保證焊接部件向焊接變形的反方向移動，對焊接變形產生抵消作用。在具體的應用過程中，需要根據相關數據制定針對性的應用方案，確定反變形量，以便獲得良好的控制效果。

第二，嚴格控制焊接順序，在車身焊接過程中，焊接順序是影響焊接變形的關鍵因素，只有對焊接順序進行嚴格的控制，保證順序的合理性，才能有效避免焊接變形的出現。因此，焊接操作人員需要在焊接過程中嚴格執行焊接工藝中規定的焊接順序，減少焊接變形的出現[4]。

第三，合適設置焊縫位置，在設置焊縫位置時，應盡量將焊縫設置在截面的中心軸上，這樣能夠使焊縫盡量地靠近中心軸，有利于減少總結構變形的產生。如果焊縫的長度較長，可以采用分段焊接或跳焊的方式，實現對熱量輸入的有效控制，盡量降低變形率[5]。

3.3 對焊接變形進行校正

在汽車車身的焊接過程中，通過采取各項控制措施能夠有效減少焊接變形的產生，但是，由于車身焊接工藝流程復雜，即使在嚴格控制，仍然有可能出現焊接變形。針對這種情況，可以采取必要的手段對焊接變形進行校正，消除這些焊接變形。在對焊接變形進行校正的過程中，主要采用機械校正的方式在室溫下進行校正。校正過程中，需要以車身中部為標準，將其放置在矯正夾具上。通過這種方式，可以向車架的前端與后端施加外力，縮小車身變形區的金屬伸張，進而實現對焊接變形的校正。

4 結語

在汽車制造過程中，需要大量的應用焊接工藝，而焊接過程中產生的焊接變形是困擾汽車制造企業的主要問題之一。一般情況下，引起焊接變形的原因主要包括工藝流程不合理、工裝定位不可靠、裝配時存在間隙以及焊接操作不規范等。為了有效減少焊接變形的產生，我們必須采取相應的控制措施，保證焊接設計的合理性，嚴格控制焊接工藝，并對焊接變形進行校正，實現對焊接變形的嚴格控制，保證車身尺寸滿足設計要求，提高汽車制造水平，促進汽車行業的發展。

參考文獻：

[1]高宏適.汽車制造的焊接·接合技術進步及展望[N].世界金屬導報，2018-07-03（B08）.

[2]趙宇龍.汽車制造中的焊接技術[J].汽車工藝師，2018（05）：11.

[3]王強.汽車制造中焊接機器人的控制系統[J].電子技術與軟件工程，2018（04）：113.

[4]廉杰，金月，李濤.焊接機器人在汽車制造中的應用[J].民營科技，2017（11）：42.

[5]歐陽星.關于焊接工藝在汽車制造中的應用和質量控制[J].現代國企研究，2016（22）：117.