汽车制造中的焊接变形与控制

娄万军

(吉林交通职业技术学院，长春 130012)

0 引言

随着汽车工业的快速发展，人们对汽车的质量提出了更高的要求。汽车企业只有不断提高汽车制造质量，才能在激烈的市场竞争中站稳脚跟。焊接工艺是汽车制造中一种常用的工艺，其生产工艺简单，生产效率高，具有精确、可靠、低成本的特点，能够有效地节省金属材料。然而，在焊接工艺的应用过程中，如果出现收缩或受到应力作用的影响，就会产生焊接变形。对焊接变形进行有效地控制是汽车制造过程中的控制重点，只有对焊接质量进行有效地控制，才能促进汽车制造质量的提升。因此，需要采取必要的控制措施减少焊接变形的产生。

1 引起焊接变形的原因

在汽车制造过程中，引起焊接变形的原因主要包括以下几个方面：

1.1 工艺流程不合理

在对汽车车身进行焊接过程中，通常会出现长度较长的焊接缝，这些焊接缝分布在车身的各个部位，在对这些焊接缝进行焊接的过程中，如果出现工艺流程不合理的现象，就会造成焊接变形的出现。例如，在焊接步骤或焊缝布局不对称的情况下，会导致生产线性缩短，致使焊接缝出现弯曲变形现象。而在焊接缝的截面重心无法与接头截面重心重合的情况下，会造成焊接位置出现角变形。因此，车架上焊接缝的数量越多，产生焊接变形的幅度越大。

1.2 工装定位不可靠

在对车身进行焊接过程中，大部分焊接位置需要采用共工装定位的方式，如果这些工装的刚性无法满足定位要求，就会对定位效果造成直接影响，导致车身在外力作用下产生变形。这些变形在焊接过程中可能表现得不明显，但在焊接部位的温度恢复正常后，变形就会更明显。

1.3 装配时存在间隙

在对车身进行焊接前，需要通过装配的方式将不同的部件组合到一起，只有做好装配工作，才能保证焊接工作的顺利进行。一般情况下，为了保证焊接的正常进行，需要在装配过程中将不同部件之间的间隙控制在1.5 mm以内，如果转配间隙超过这个范围，就会使焊接接头受到一定的影响，不但增加焊接难度，而且会造成焊接变形的出现。装配间隙越大，焊接时间就越长，产生焊接变形的可能性也就越高。

1.4 焊接操作不规范

在车身焊接过程中，焊接操作的规范性会对焊接质量造成直接的影响，如果焊接操作人员在工作中没有严格执行焊接参数，就会引起焊接变形。一般情况下，影响焊接质量的参数主要包括输入电流、焊条直径以及焊接速度等。如果在焊接时出现输入电力过大，使用的焊条过粗以及焊接速度过慢等问题，都会引起焊接变形。与此同时，如果焊接过程中选择点焊的形式，其产生焊接变形的可能性会明显小于连续焊形式，因此点焊已经成为目前的主流焊接方式。此外，如果焊接操作人员在焊接时选择的焊接顺序不合理，将对整体的焊接过程造成不利影响，同样会产生焊接变形。

2 汽车制造焊接变形的控制措施

在汽车制造过程中，为了对焊接变形进行有效地控制，需要采取以下控制措施：

2.1 保证焊接设计的合理性

在进行汽车焊接设计的过程中，为了保证设计的合理性，必须严格控制焊接缝的形式与尺寸。焊接缝的尺寸是影响焊接质量的关键因素，如果焊接缝的设计尺寸过大，就会引起焊接变形。因此，想要对焊接变形进行有效地控制，必须在车身承载能力的情况下尽量缩小焊接缝的尺寸，尤其是角焊缝的尺寸，必须控制在规定的范围内。但是，焊接缝的尺寸并不是越小越好，如果焊接缝的尺寸过小，就会造成焊接后的冷却速度过快，冷却后会出现裂缝，影响焊接质量。要在设计中严格控制焊接缝的数量，有效减少焊接缝数量，避免一些不必要的焊接缝出现。同时应避免出现焊接缝过于集中的现象，防止在焊接过程中出现重合或交叉。此外，车身设计中应保证中心轴两侧的变形大小相同，且方向相反，能够有效抵消焊接变形情况。

2.2 严格控制焊接工艺

为了有效避免焊接变形的产生，需要在工艺控制方面采取以下措施：

第一，应用反变形工艺。反变形工艺的应用需要根据焊接变形的规律进行焊接，保证焊接部件向焊接变形的反方向移动，对焊接变形产生抵消作用。在具体的应用过程中，需要根据相关数据制定针对性的应用方案，确定反变形量，以便获得良好的控制效果。

第二，应用刚性固定工艺。在无法应用反变形工艺的情况下，可以应用刚性固定工艺，通过对部件进行固定的方式对焊接变形进行有效的限制。在汽车焊接过程中，刚性固定工艺主要为焊接夹具定位及紧固，这种方式夹具的装卡刚度越大，产生的焊接变形幅度越小。

第三，严格控制焊接顺序。在车身焊接过程中，焊接顺序是影响焊接变形的关键因素，只有对焊接顺序进行严格的控制，保证顺序的合理性，才能有效避免焊接变形的出现。因此，焊接操作人员需要在焊接过程中严格执行焊接工艺中规定的焊接顺序，减少焊接变形的出现。

第四，合适设置焊缝位置。在设置焊缝位置时，应尽量将焊缝设置在截面的中心轴上，这样能够使焊缝尽量的靠近中心轴，有利于减少总结构变形的产生。如果焊缝的长度较长，可以采用分段焊接或跳焊的方式，实现对热量输入的有效控制，尽量降低变形率。

2.3 对焊接变形进行校正

在汽车车身的焊接过程中，通过采取各项控制措施能够有效减少焊接变形的产生，但是，由于车身焊接工艺流程复杂，即使在严格控制，仍然有可能出现焊接变形。针对这种情况，可以采取必要的手段对焊接变形进行校正，消除这些焊接变形。在对焊接变形进行校正的过程中，主要采用机械校正的方式在室温下进行校正。校正过程中，需要以车身中部为标准，将其放置在矫正夹具上。通过这种方式，可以向车架的前端与后端施加外力，缩小车身变形区的金属伸张，进而实现对焊接变形的校正。在具体的校正过程中，需要对车身的尺寸与精度进行严格的控制，确保校正后的车身尺寸满足设计要求。与此同时，还要在焊接过程中应用刚性固定工艺与反变形工艺控制车身的焊接变形，保证车身的尺寸。一般情况下，焊接变形校正工艺适合应用在对局部焊接变形进行校正的过程中，对于车身整体出现的焊接变形，则需要采取下料或装配补偿的方式来解决。

3 结语

在汽车制造过程中，需要大量的应用焊接工艺，而焊接过程中产生的焊接变形是困扰汽车制造企业的主要问题之一。一般情况下，引起焊接变形的原因主要包括工艺流程不合理、工装定位不可靠、装配时存在间隙以及焊接操作不规范等。为了有效减少焊接变形的产生，我们必须采取相应的控制措施，保证焊接设计的合理性，严格控制焊接工艺，并对焊接变形进行校正，实现对焊接变形的严格控制，保证车身尺寸满足设计要求，提高汽车制造水平，促进汽车行业的发展。