简析汽车车架纵梁试制工艺

摘 要：在汽车制造工艺中，汽车车架纵梁试制工艺往往对汽车的安全系数产生直接的影响。在汽车车架纵梁试制工艺中，材料往往会由于焊接等工艺发生变形，如何通过调整这些变形让纵梁的尺寸符合设计需求以及规范要求，则成为汽车制造技术人员重点关注的问题。

关键词：汽车车架;纵梁;成型工艺;焊接工艺

在汽车结构设计过程中我们发现，不同型号的车辆其车架纵梁形式有着一定的差异，并且纵梁的质量水平也影响着车辆整体结构的安全系数。对于纵梁试制工艺来说，纵梁结构往往会发生不同程度的变形，矫正这些变形对于提升车辆质量、安全性、可靠性有着重要的意义。而在首台样车的试制过程中，如何控制纵梁试制工艺，从而保证纵梁能够满足相应要求，则成为人们重点关注的问题。本文则针对汽车车架纵梁试制工艺进行了探讨，提出了几点矫正纵梁变形的方法。

1 纵梁成型工艺简介

100mm×50mm×4mm的矩形无缝钢管是汽车车架纵梁最常采用的材料。但是在使用这种材料进行车架纵梁试制的过程中，往往会由于材料的焊接发生变形。虽然焊接方法能够实现纵梁的快速成型，但是如果不能有效矫正焊接过程中发生的变形，则会在配件安装、车辆安全性等方面产生不利影响，火焰矫正则是常用的变形控制方法。

1.1 纵梁的放样下料

设计人员会先利用计算机将纵梁的数字模型构建出来，并进行反复的修改与完善。在确保纵梁数字模型没有明显问题后，则会利用三微软将其展开，并运用激光切割设备将钢材切割成所需形状，然后再切割出板料厚度为4mm的四块扇形钢板料，以及在原矩形管材上切割出两块尺寸为88mm×50mm×8mm的型材，管材需要根据依据下图所示形状进行加工[1]。

2 焊接工艺简介

反变形法和刚性固定法是常用的两种抗焊接变形的工艺，本节则对这两种工艺进行了介绍，同时也对变形量的确定方法、焊接方式的选择、控制焊接顺序的方法进行了介绍。

2.1 反变形法

如果选择用反变形焊接法，则需要提前对焊接结构的变形方向和变形大小进行预估，然后在点固焊的时候给材料施加一个反方向的变形，减小焊接变形的程度。在控制构建焊接变形方面，这种方法十分常用，也相对有效。

2.2 刚性固定法

部分焊接部位不适合采用反变形法的时候，技术人员往往会采用刚性固定法来控制部件的变形程度。将焊接夹具进行紧固和定位，即可实现焊接变形的控制。变形程度与装夹刚度有关，刚度越大，变形越小[3]。

2.3 在縱梁试制中变形量的确定方法

焊接顺序、焊接条件、拘束度、接头特征等因素都会影响焊接变形程度，而焊接手册中与变形有关的图表和估算公式提供的参考价值有限，参考文献中也能获得一部分变形量的确定方法。但是，最准确有效的变形量确定方法还是利用工艺规范和相应的变形试验，然后技术人员再根据测试结果确定反变形量。通过实践我们发现，这种变形量确定方法在焊胎制造过程中，有良好的应用效果。

2.4 焊接方式的选择

各种焊接方式所适合的材料都有所不同，并且不同的焊接方式也有相应的特点。相比其他电弧焊来说，CO2气体保护焊的能耗低，焊接成本也低，并且能够适应多种焊接工作，具有较强的抗锈能力，在焊接后也不需要清渣，总体的焊接生产率较高，这些都是CO2气体保护焊的工艺特征。CO2气流也能对焊接部位起到降温的作用，并且由于CO2气体保护焊电弧的热量相对集中，发生加温效应的部位相对较小，所以工件的变形也相对较小。如果能够在焊接过程中选用较低的线能量，适当降低规范，能够进一步防止材料出现变形，起到提高焊接质量的作用[4]。

2.5 控制焊接的顺序

在焊接过程中，部件就已经开始发生变形。所以，焊接技术人员可以通过调整焊接顺序，通过焊接过程中发生的自然变形起到降低变形程度的作用。反之，不合理的焊接顺序往往会导致变形的叠加，从而加大变形程度。一般在焊接实践过程中，对称焊接方式能够有效控制材料由于热胀冷缩而发生的变形，并抵消不同部位焊接时发生的变形。由于变形程度与焊缝长度成正比，所以在焊接不对称材料时，可以先焊接焊缝数量较少的部位，这样能够有效提升焊缝较多部位的反变形能力和结构刚度，降低部件整体的焊接变形程度。

3 总结

综上所述，在车架加工过程中，难以避免材料、构架的变形的发生，只有提前了解材料性质，掌握工艺原理，才能提出科学有效的变形控制措施，对已经发生变形的部件进行调整。通过技术实践应用我们也了解到，大部分发生变形的构件都是可以通过矫正达到设计要求的，但是我们仍然要不断研究新的工艺，降低构件的变形程度，提出更有效的构件变形矫正工艺。

参考文献：

[1]徐明，刘东平，李轶靓，任建新.汽车前纵梁后段内侧板试制模具创新设计[J].汽车实用技术，2019（04）：142-144.

[2]庞在祥，王庆来，范质允，邵昱博.汽车纵梁加强板冲压自动线结构设计[J].现代商贸工业，2018，39（34）：187-189.

[3]张涛，宫宁，翟军安，陈杰，路坤.汽车纵梁平板数控冲孔生产线板材中心定位实现方法研究[J].锻压装备与制造技术，2018，53（04）：34-37.

[4]郭琳琳，徐勇，范伟江，吴庆春.碳纤维复合材料在汽车前地板下纵梁加强板应用初探[J].汽车工艺与材料，2018（08）：57-59+68.

[5]肖鹏飞，汶延军，王飞.汽车纵梁模具改制方案[J].汽车工艺师，2018（07）：52-54.

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