重型卡車不同厚度縱梁槽鋼合梁點焊工藝

本文著重介紹了重型卡車不同厚度縱梁合梁點焊工藝，通過優(yōu)化焊極組合及焊接參數(shù)，減少了內(nèi)、外梁厚度相差較多情況下焊點熔核偏移現(xiàn)象，提升了焊接強度，同時提升了焊極利用率，降低了設(shè)備能耗。

重型卡車車架總成通常由左右縱梁總成及橫梁總成等零部件組合而成，縱梁作為車架最大的零部件，承受著卡車在行駛過程中各種沖擊載荷及復(fù)雜力矩，因而，縱梁的強度尤為重要。縱梁內(nèi)外梁合梁作為增加縱梁強度的常用手段，同時，合梁作為縱梁加工中最重要環(huán)節(jié)之一，選擇一種加工工序少，勞動強度低，易于機械化及多品種批量化生產(chǎn)的加工工藝方式至關(guān)重要。

目前，國內(nèi)重型卡車車架縱梁截面多為U字型直梁與變截面彎梁，材料多選用低合金高強度熱軋中厚度鋼板，厚度4～10 mm，材料牌號多為510L-690L，通過沖孔、壓型、切割、合梁及鉆孔等工序加工為成品縱梁。

縱梁槽鋼合梁點焊工序

合梁工序主要承擔(dān)縱梁總成透孔前內(nèi)梁及外梁槽鋼合梁任務(wù),生產(chǎn)線可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，由送料小車、磁力上料裝置、橫向鏈?zhǔn)竭M料道、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、輔助工作臺、縱向送料滾道、點焊機主機、磁力下料裝置、出料小車及料架等組成，各部分通過控制系統(tǒng)有序進行動作。

1.工藝布局

內(nèi)外梁合梁點焊線工藝布局圖如圖1所示，經(jīng)上料磁力吊、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及推料機構(gòu)1運送至第一錕道，再經(jīng)磁力吊運送至第二錕道，第一錕道與第二錕道由電動機控制絲杠可調(diào)節(jié)內(nèi)外梁相對位置，外梁經(jīng)推料機構(gòu)2推至縱向滾道，內(nèi)梁由磁力吊由第一錕道吊至外梁槽鋼中，經(jīng)過點焊機焊接后，由下料磁力吊運送至下料小車。

2.槽鋼點焊

內(nèi)梁裝入外梁后，焊極兩側(cè)有汽缸使得焊接處內(nèi)外梁結(jié)合緊密，經(jīng)過電阻點焊預(yù)壓、焊接、維持和休止4個階段，完成一個焊點焊接，經(jīng)過合理焊點分布后完成縱梁合梁，為后續(xù)搖臂鉆透孔做好前期工藝準(zhǔn)備。

3.焊接設(shè)備

焊接設(shè)備采用高壓三相次級整流變壓器，變壓器整體環(huán)氧澆注，絕緣等級相對較高;焊機變壓器內(nèi)設(shè)熱保護器，當(dāng)出現(xiàn)阻焊變壓器冷卻水水量不夠或阻塞，造成變壓器溫度升高到一定溫度時，熱保護器動作，焊機無電流輸出并報警。

焊接工藝參數(shù)制定

縱梁合梁采用雙面單點焊的點焊方法，這種焊接方法能對焊件施加足夠大的電極力，焊接電流集中通過焊接區(qū)，因而合梁時可減少焊件的受熱體積，提高焊接質(zhì)量。

1.焊極選擇

由于內(nèi)外梁為不等厚度的低碳鋼板，通常情況下，不同厚度不同材料焊接時，形成熔核不以貼合面對稱，而向厚板或者導(dǎo)電導(dǎo)熱性差的焊件偏移，厚度相差越多，現(xiàn)象越明顯，結(jié)果貼合面尺寸小于該熔核直徑，使得焊接強度降低。因此，當(dāng)焊接內(nèi)外梁厚度差距較大縱梁時，電極設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用不同形狀上、下焊極焊接，與厚板外梁接觸下電極應(yīng)當(dāng)相對增大焊極端面，同時增大下電極冷卻水腔直徑，使得下電極散熱增強，而上電極相對焊接端面及冷卻水腔較小，溫度場向外梁一側(cè)偏移，使得貼合面熔核直徑增加，焊接強度相應(yīng)提升。另外，可適當(dāng)增加上電極有效焊接長度，以提高焊極使用壽命，焊接不同厚度組合內(nèi)外梁時電極選擇如表1所示，電極1、2分別如圖2、圖3所示。

2.焊接參數(shù)確定

焊接參數(shù)的確定，主要考慮在保證焊點焊接強度前提下，降低飛濺，減小縱梁外表面壓痕(其深度要滿足(0.1～0.15)δ，δ為兩焊件中薄件的厚度)。主要的焊接參數(shù)包括：焊接電流、電極壓力與焊接時間，其中焊接電流對點焊質(zhì)量影響最大，電流過大產(chǎn)生噴濺，焊點強度下降;焊接時間長短對點焊質(zhì)量影響也很大，時間過長，熱量輸入過多也會產(chǎn)生噴濺，降低焊點強度;電極壓力過小，易產(chǎn)生噴濺，壓力過大時，使焊接區(qū)接觸面積增大，電流密度減小，熔核尺寸下降，嚴(yán)重時會出現(xiàn)未焊透的缺陷。一般認(rèn)為，在增大電極壓力的同時，適當(dāng)加大焊接電流或焊接時間以維持焊接加熱程度不變。合理的焊接參數(shù)選擇為加工中長期經(jīng)驗、數(shù)據(jù)積累及點焊試片正拉試驗(見圖4)及剪切試驗(見圖5)所得。合梁焊接參數(shù)及對應(yīng)單個焊點試片拉、剪損壞力如表2所示，通常情況下正拉及剪切破壞力達到60 kN，說明焊接參數(shù)選擇合理，焊接強度滿足要求。焊點外觀質(zhì)量如圖6所示，成型良好無飛濺。

3.縱梁焊點分布原則

每根縱梁根據(jù)長度不同均需分布10～30個焊點不等，縱梁1 000 mm范圍內(nèi)至少分布一個焊點，大孔周圍也需分布1～2個焊點，防止后續(xù)透孔軸向力過大開焊，內(nèi)外梁前后端結(jié)合處也需分布至少兩個焊點，所布置焊點不能與孔位干涉。

結(jié)語

焊極組合的選擇及焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化在合梁焊接中保證焊接強度的前提下，提升了焊接表面質(zhì)量，降低了車間的能耗。針對8+4/8+5縱梁總成，在保證合梁焊點強度的前提下，焊點表面壓痕降低，焊接質(zhì)量提升，同時電流強度降低25%/12.5%，電極利用率提升18%/10.5%，降低了設(shè)備能耗，提升了焊極利用率。