铝合金车体大部件焊接变形的影响因素

2019-05-21唐海鹰程春磊王方荣张京文解鹏

中国新技术新产品 2019年8期

唐海鹰程春磊王方荣张京文解鹏

摘要：车体大部件包括车顶、侧墙、地板以及其他大部件，该文通过不同的试验方法对车顶、侧墙和地板这三大部件的焊接变形进行同级对比和分类对比，从而得出影响车体大部件焊接变形的因素。通过试验得出结论：车体大部件焊接变形與焊接顺序有关；车体大部件焊接变形与部件本身外形轮廓有关；车体大部件焊接变形与自身设计结构等因素有关。

关键词：车体大部件；焊接工艺；焊接变形；影响因素

中图分类号：TG457 文献标志码：A

0 前言

在焊接过程中由于急剧的非平衡加热及冷却，结构将不可避免地产生焊接变形。焊接变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。根据多年的工程实践经验，该文针对铝合金车体所用型材6005A，结合车顶、侧墙、地板等各大部件的实际生产焊接工艺进行分析总结，探索车体各大部件焊接变形的影响因素以及变化规律，为得出与部件相匹配的反变形量提供依据，从而缩短工艺准备周期，节约工艺试验成本；减少实际生产中焊接变形造成焊件尺寸、形状的变化，减少焊后调修工作，提高生产效率。

1 车体大部件焊接变形

车体大部件焊接完成后，主要产生2个方向的变形，分别为纵向收缩引起的挠曲变形以及横向收缩引起的弯曲变形。由于车体大部件纵向长度约为部件本身横向宽度的7倍以上，且所有大部件焊接过程中采用压紧装置在通长范围内均布压紧，因此纵向焊缝收缩引起的挠曲变形在实际焊接过程中可以忽略不计。该文主要试验分析车体大部件横向焊接变形的影响因素。

2 车体大部件试验工艺

2.1 试验材料

试验涉及车体大部件车顶、侧墙、地板，各大部件所用型材材质均为6005A-T6。所有大部件均由5块挤压型材通长焊接而成，各部件长度均为25 m。

车顶、侧墙、地板，各大部件均为8条焊缝；按统一规律对各焊缝编号，先进行反位焊接，编号5～8，后进行正位焊接，编号1～4，如图1所示。

2.2 焊接工艺

车顶、侧墙、地板，各大部件均采用双手臂自动焊接设备进行焊接；采用同样的焊接顺序，均为先反位，后正位，先中间，后两侧，即依次为6＼7、5＼8、2＼3、1＼4；各大部件所有焊缝焊接方向均相同。所有部件均采用MIG焊，双丝焊接，焊接规范见表1。

保护气体采用99.999%的高纯氩，所有焊缝采用相同的坡口形式，如图2所示。

2.3 试验方法

该试验采用反变形试验法以及经验值类比法进行，即分别给车顶、侧墙、地板在焊前预制反变形，对比试件焊后变形与理论轮廓差值的大小，找出合适的反变形数值，再通过数据对比，从而得出焊接变形的影响因素和变化趋势。

3 焊接变形的影响因素

3.1 焊接顺序对变形量的影响

焊接顺序对车体大部件焊接变形量影响的分析，以地板为例进行试验。采用理论平面，先进行反位焊接，焊后测得向反位翘曲5 mm；而后进行正位焊接，焊后测得向正位侧翘曲10 mm。如图3所示。