
摩托車(chē)車(chē)架多數(shù)采用復(fù)雜管、板式焊接結(jié)構(gòu),是摩托車(chē)的支撐骨架,在整車(chē)中既要滿足眾多車(chē)體零件安裝的要求,又要保證車(chē)輛行駛平穩(wěn),因此對(duì)車(chē)架的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀精度要求較高。摩托車(chē)車(chē)架焊接后往往會(huì)出現(xiàn)變形,不但直接影響整車(chē)裝配及整車(chē)性能,還可能降低車(chē)架結(jié)構(gòu)的承載能力引發(fā)事故,因此制造中限制和消除焊接變形非常重要??刂颇ν熊?chē)車(chē)架的焊接變形主要從設(shè)計(jì)和工藝2個(gè)方面解決,現(xiàn)探討如何控制車(chē)架焊接變形的措施。
1、影響車(chē)架變形的因素和焊接變形的種類(lèi)
1.1 影響因素
影響車(chē)架焊接變形的因素有很多,主要有以下幾點(diǎn):
a) 焊接工藝方法:不同的焊接方法將產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng),形成的熱變形也不相同。一般來(lái)說(shuō)自動(dòng)焊比手工焊加熱集中,受勢(shì)區(qū)窄,變形較?。籆O2氣體保護(hù)焊焊絲細(xì),電流密度大,加熱集中,變形小,比手工焊更適合于車(chē)架焊接。
b) 焊接參數(shù)(焊接電流、電弧電壓、焊接速度):焊接變形隨焊接電流和電弧電壓增大而增大,隨焊接速度增快而減小,其中電弧電壓的作用明顯。因此低電壓、高速大電流密度的自動(dòng)焊變形較小。
c) 焊縫數(shù)量和斷面大?。汉缚p數(shù)量愈多,斷面尺寸愈大,焊接變形愈大。
d) 施焊方法:連續(xù)焊、斷續(xù)焊的溫度場(chǎng)不同,產(chǎn)生的熱變形也不同。通常連續(xù)焊變形較大,斷續(xù)焊變形較小。
e) 材料的熱物理性能:不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和膨脹系數(shù)等均不同,產(chǎn)生的熱變形不同,焊接變形也不同。
f) 焊接夾具的設(shè)計(jì)合理性:采用焊接夾具,增加了構(gòu)件的剛性,從而影響到焊接變形。
g) 構(gòu)件焊接程序:焊接程序能引起構(gòu)件在不同組合階段剛性變化和質(zhì)心位置改變,對(duì)控制構(gòu)件焊接變形有很大影響。
1.2 車(chē)架焊接變形的種類(lèi)
車(chē)架結(jié)構(gòu)的焊接變形分為整體變形和局部變形,整體變形是焊接以后,整個(gè)構(gòu)件的尺寸或形狀發(fā)生變化,包括縱向和橫向收縮,彎曲變形和扭曲變形等;局部變形是指焊接后構(gòu)件的局部區(qū)域出現(xiàn)變形,包括角變形和波浪變形等。
2、設(shè)計(jì)措施
2.1 合理的焊縫尺寸和形式
焊縫尺寸直接關(guān)系到車(chē)架的焊接工作量和焊接變形大小,焊縫尺寸大,焊接工作量大,焊接變形也大。因此,在保證車(chē)架承載能力的情況下,應(yīng)盡量減小焊縫尺寸,但并不是說(shuō)焊縫尺寸越小越好,焊縫尺寸太小,冷卻速度快,容易產(chǎn)生裂紋、熱影響區(qū)硬度過(guò)高等焊接缺陷;應(yīng)在保證焊接質(zhì)量的前提下,按板厚(管壁厚)來(lái)選取工藝上允許的最小焊縫尺寸。
2.2 合理的焊縫數(shù)目
在車(chē)架結(jié)構(gòu)中力求焊縫數(shù)量合理,焊縫不宜過(guò)分集中,盡量避免2條或3條焊縫垂直交叉。有時(shí)為了減小車(chē)架質(zhì)量,采用壁厚較薄的鋼管加筋板來(lái)焊接車(chē)架,以提高車(chē)架的穩(wěn)定性和剛性,其實(shí)這樣既增加了構(gòu)件和焊接的工作量,還因焊接變形大增加校正工時(shí)。因此,適當(dāng)增加管壁厚或管徑,減少筋板,車(chē)架質(zhì)量稍大一些也是比較經(jīng)濟(jì)的。另外,合理選擇筋板形狀,適當(dāng)安排筋板位置,也可以減少焊縫達(dá)到提高筋板加固的效果。
2.3 合理的焊縫位置
設(shè)計(jì)車(chē)架時(shí),盡可能將焊縫對(duì)稱(chēng)于截面中性軸,這樣能使焊縫引起的撓曲變形互相抵消;或者使焊縫接近斷面中性軸,以減少焊縫引起的撓曲。
3、工藝措施
3.1 反變形法
反變形法是事先估計(jì)好焊接結(jié)構(gòu)變形的大小和方向,然后在組合(點(diǎn)固焊)時(shí)給予一個(gè)相反方向的變形來(lái)抵消焊接變形,這是使焊后構(gòu)件保持設(shè)計(jì)要求的一種工藝方法,也是車(chē)架生產(chǎn)中較常用的一種控制變形方法。
因焊接變形影響因素很多,包括焊接順序、拘束度、焊接條件和接頭特征等,焊接手冊(cè)中的變形估算公式及有關(guān)圖表只能提供一個(gè)大致數(shù)值,有關(guān)變形量的確定可以參考文獻(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)的工藝規(guī)范和相同條件下通過(guò)試驗(yàn)來(lái)實(shí)測(cè)確定,再根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定反變形量,并在焊胎制造中應(yīng)用,可獲得比較好的效果。
3.2 剛性固定法
當(dāng)不便采用反變形時(shí),將零部件加以固定來(lái)限制焊接變形。車(chē)架生產(chǎn)中普遍采用焊接夾具定位和緊固,裝夾的剛度越大,變形越小。
3.3 合理施焊
CO2氣體保護(hù)焊與其它電弧焊相比,具有生產(chǎn)率高、焊接成本低、能耗低、適用范圍廣、抗銹能力強(qiáng)、焊后無(wú)須清渣等優(yōu)點(diǎn),所以車(chē)架采用CO2氣體保護(hù)自動(dòng)(半自動(dòng))焊接。同時(shí)由于CO2氣體保護(hù)焊電弧熱量集中,加熱面積小,以及CO2氣流的冷卻作用,所以,工件的焊接變形也較小。此外,在焊接時(shí)適當(dāng)降低規(guī)范,選用較低的線能量,可以有效地防止焊接變形,但線能量不能過(guò)低,否則影響焊接質(zhì)量。
3.4 合理的焊接順序
焊接順序?qū)附咏Y(jié)構(gòu)的變形有很大影響。焊接順序合理,焊接變形可以通過(guò)自由收縮,互相抵消;焊接順序不合理,焊接變形將互相疊加。為便于控制焊接變形,盡量采用對(duì)稱(chēng)焊接,以使焊縫引起的變形相互抵消。焊縫不對(duì)稱(chēng)的,先焊焊縫少的一側(cè),因?yàn)楹缚p越長(zhǎng),變形越大,先焊焊縫少的一側(cè),可