半挂车车架焊接缺陷及质量控制分析

李东浩　谭璐

摘 要：随着我国公路货运的逐渐发展与进步，由于半挂车的车载量大以及效率高，在公路货运中受到了很多客户的欢迎。但是在实际的使用中，半挂车车架存在各种各样的焊接缺陷，影响了半挂车的使用。基于此，本文重点研究以及分析了半挂车车架的焊接缺陷以及质量控制措施。

关键词：半挂车车架 焊接缺陷 质量控制

半挂车作为一种运输工具，半挂车在实际的运输中运用范围十分广泛。与全挂车相比，半挂车比较灵活，且倒车方便，具有较好的适应性。本文将重点分析半挂车车架的焊接缺陷，然后提出了具体的质量控制措施，从而通过本文的研究能够为半挂车车架焊接工艺的生产发展提供一定的参考与借鉴。[1]

一、半挂车车架的焊接缺陷

1.半挂车车架形状缺陷

对于半挂车的车架形状缺陷来说，最主要的还是车架焊接的裂纹缺陷。从产生半挂车车架焊接裂纹缺陷的原因来看，主要是由于车架在焊接的过程中出现的力学因素以及冶金因素。从力学因素的角度来看，在焊接的过程中，半挂车车架的各个部件的焊缝截面要比实际构件的截面要小。同时每一个部件的形状也是不一样的。在焊接的过程中，焊缝十分复杂。焊接过程中产生的拘束应力以及拘束变形情况会相应的集中在那些焊接截面小于构件截面的位置。其中，拘束力越大，焊接区域所承受的拘束应力以及拘束应变力也越大，最后半挂车车架出现裂纹的危险性也越大。从半挂车车架裂纹所产生的影响来看，这是一种十分危险的缺陷，这也是导致半挂车出现破坏事故最主要的原因。半挂车车架裂纹最主要的原因是由于焊接接头工作截面减少，会降低焊接结构的承载能力，最后出现应力集中的情况，从而使得半挂车车架的抗疲劳强度降低。由于半挂车的工作环境十分复杂，车架表面裂纹能够藏污纳垢。在这样环境的影响下，半挂车的腐蚀情况会进一步恶化，从而导致半挂车车架的部件出现断裂的情况。[2]

2.半挂车车架焊接应力与变形

在半挂车车架焊接的过程中，出现焊接残余应力以及变形的主要原因是材料受热变形所导致的，最后形成了内部应力集中，而残存的应力由于释放的情况而出现构件变形的情况。在车架焊接的过程中周围会出现不均匀的温度场，车架焊缝周围的温度最高可以达到1600℃以上，而臨近的温度会出现急剧下降的情况。不均匀的温度场会产生不均匀的膨胀。半挂车车架的钢材制成的，钢材受热后会急剧膨胀，但是其两侧的温度较低，最后会产生热塑性压缩的情况。当焊缝冷却时，会缩短受塑形压缩的焊缝。但是受到两侧钢材的限制，使得焊缝的收缩会受到已经凝固的焊缝的限制，最终出现内部应力的情况。在半挂车车架焊接的过程中，由于加热及冷却的不均匀，构件会出现横向及纵向的收缩，最终使得构件出现弯曲以及扭转等变形情况。受到残余应力与变形的影响，半挂车车架的结构刚度会降低，在外力作用的影响下，其变形的几率也会加大。同时，受低温冷却的影响，半挂车车架的裂纹情况也会恶化。焊缝及其周围的地区是形成疲劳裂纹最敏感的地区，这会明显的影响半挂车车架结构的疲劳强度。[3]

二、半挂车车架焊接的质量控制措施

在半挂车车架的焊接过程中，需要对其质量进行严格的控制。在半挂车车架的设计、生产以及制造中，需要全面的控制质量，从而使其满足人们实际使用的需要。提升半挂车车架的使用寿命以及安全等级，促进半挂车车架焊接质量的提升。接下来，本文将重点分析半挂车车架的质量控制措施。

1.优化焊接流程

纵梁拼装工位：上料过程为行车吊料上拼装台，存在安全隐患，且吊料过程容易造成板料弯曲，不利于控制误差。考虑通过辊道上料，机械化定位，以减少人工操作引起的误差，提高拼装的精度。

纵梁自动焊工位：由于自动埋弧焊机使用时间较长，电流电压不易控制，纵梁拼焊时常会出现焊接缺陷，且下翼面变截面及腹板对接缝处自动焊无法焊接，故在纵梁自动焊工位之后设置纵梁补焊工位。考虑使用新的自动焊机，控制焊接缺陷，并通过采用焊缝跟踪器实现下翼面变截面的自动焊接。[4]

综上所述，可将纵梁拼装、纵梁自动焊、纵梁补焊三个工位合并，实现纵梁拼装、焊接、补焊同时进行。

2.确定焊接位置及焊接方法

从上文对半挂车焊接缺陷的分析可以看出，变形是一种影响较大的焊接缺陷。在实际的焊接中，将半挂车车架的工字梁呈立式放置，使用双枪对称焊接，能避免焊接后发生侧弯变形以及角变形的情况。另外，在焊接的过程中，如果适当的调整焊接顺序以及控制线能量，也能将侧弯变形以及角变形的影响控制在最小。另外，在充分考虑以上因素的基础上，从实际生产企业的工艺装备出发，双腹板纵梁的焊接可以使用双枪对称斜角焊的焊接方法。

3.合理控制焊接顺序及焊丝位置

在半挂车车架的焊接中，应该严格控制焊接的顺序。在数控等离子切割下料的过程中，偏吹会影响腹板的切割面不垂直，最后出也导致焊接变形的情况。因此，当完成第一次埋弧焊焊接时，应该焊接截面尺寸较大的那一面，然后翻转工件，进行纵梁另一面焊缝的第一层以及第二层的焊接。紧接着再次进行翻转工件，完成第一面焊缝的第二层焊接。同时，还应该严格控制不同焊接层数中焊丝的位置。为了空盒子斜角焊焊缝的形成，为了防止咬边以及焊脚不等边现象的发生，由于两层焊接中焊丝的指向不同，因此，在焊接第一层焊缝时，焊丝应该指向焊缝的中间，从而保证焊缝能够足够的熔池。在焊接第二层焊缝时，焊丝应该上偏翼板的那一侧，从而保证焊缝的尺寸以及焊缝成形，从而能有效的避免咬边等焊接缺陷。

结语

本文着重分析了半挂车车架的焊接缺陷及质量控制措施。在半挂车车架的焊接中，由于受各种因素的影响，会出现车架形状缺陷以及应力和变形的影响。因此，应该采取合理的质量控制措施，如选用合适的焊接工艺，确定焊接位置及焊接犯法以及合理控制焊接顺序及焊丝的位置等，从而不断促进半挂车车架焊接质量的发展。

参考文献

[1]高淑.挂拖挂船厢式双支点侧卸半挂车设计与开发[D].青岛理工大学，2016.

[2]吴兴华.直梁式挂车生产流水线改造及工艺分析[J].机械工程师，2016，08：198-199.

[3]吴兴华.集装箱运输半挂车生产线浅析[J].汽车与配件，2015，12：52-55.

[4]杜文学.浅析半挂车车架的主要焊接缺陷及质量控制[J].机械工程师，2014，01：179-180.