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文档简介

电动汽车车架设计摘要随着我国经济的发展,大型焊接结构的应用领域越来越广,对于高新科技的精密性要求越来越严格。本论文主要研究的内容是电动汽车车架的焊接工艺及出气孔的设计与成型。本文通过对产品材料的焊接性分析以及焊接工艺性分析,选择出合理的焊接方法与焊接工艺参数,并制定可行的焊接工艺方案。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架,其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型,纵梁与横梁通过焊接连接。详细具体地阐述电动汽车车架的焊接加工过程,焊接是车架生产制造过程中最重要的工序,所产生的焊接残余变形会影响车架的尺寸精度和装配要求。但因为材料、结构以及焊接环境等因素的复杂性,要保证焊接质量就必须根据现场条件、焊接结构、焊接工艺和已有的经验进行具体分析,采用合理的焊接方法和控制措施,以减少和消除焊接应力和焊接变形。在本次分析中,从材料的使用方面出发进行电动汽车车架分析,校核材料的使用对车架受力性能的影响,为设计优化提供参考。关键词:电动汽车;车架;结构目录摘要 IAbstract II1前言 11.1研究现状 11.2电动汽车车架的焊接技术 11.3本文主要研究内容 12电动汽车车架母材性能与结构 32.1车架母材的选用 32.1.1力学性能 32.1.2焊接性能 32.2车架类型的选择 42.3车架结构形式的设计 42.3.1车架宽度的确定 42.3.2车架纵梁形式的确定 42.3.3车架横梁形式的确定 52.4车架加强板的布置 53电动汽车车架的焊接工艺 73.1车架梁的制造工艺 73.1.1纵梁 73.1.2横梁 73.2车架各部分的焊接过程 83.2.1外筒的焊接 83.2.2前盖的焊接 93.2.3有孔管件部焊接 103.2.4零部件焊接 113.2.5有孔管部件与零部件焊接 113.2.6外筒焊接 123.2.7排气歧管焊接 133.2.8出气孔焊接 144电动汽车车架检验及焊接变形的控制 174.1电动汽车车架检验 174.1.1水压测试 174.1.2外观检测 174.1.3尺寸检测 174.2焊接变形的控制措施 174.2.1焊接前控制 174.2.2焊接过程优化措施 174.2.3焊后矫正措施 18结论 19参考文献 211前言1.1研究现状汽车车架是整个汽车的基体,是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架,对于这种金属构架式车架,生产厂家在生产设计时应考虑结构合理,生产工艺规范,要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷,保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。随着中国电动汽车制造业的发展,我国的电动汽车产销量居世界首位,而且产品质量也达到了国际先进水平,在同行业中具有举足轻重的地位。电动汽车骨架焊接时车身精度的控制能够展示电动汽车企业的制造水平,也是电动汽车品牌进行市场竞争的质量基础。车身的设计布置是在整车总体布置的基础上进行设计的:利用在整车布置中对汽车长、宽、高、轮距等尺寸的要求,并且在车身的设计中参考同类型汽车车身的相关数据来初步确定车身各部位的相对位置及尺寸。电动汽车车架焊接工序制定是车架生产的重要步骤,焊接工序制定得是否合理,直接影响工装结构的复杂程度及操作是否方便,也直接影响车架质量和焊接生产效率。但由于受各种不利因素的影响,在焊接车身骨架时,常常出现变形、未焊透、气孔及焊缝加厚过大等焊接缺陷。使用焊接夹具能一定程度上有效地避免焊接变形,以保证得接骨架的尺寸精度。焊接技术应用的完善得当与否直接决定了电动汽车的最终质量和性能,因为电动汽车中的焊接连接部分,往往是它们在乘驾过程中关键的受力部位,即是说焊接连接处也是电动汽车在驾驶过程中容易受损坏的部位。1.2电动汽车车架的焊接技术焊接是现代工业生产和科学技术发展中的关键技术之一,作为一种基本的加工方法,在工业生产制造中具有举足轻重的地位。车架应有足够的弯曲刚度,以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小;车架也应有足够的强度,以保证其有足够的可靠性与寿命,纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声,也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。电动汽车车架焊接时主要采用二氧化碳和氩气的混合气体进行焊接,焊接时由于电动汽车车架的材料的不同,焊接时要考虑材料的物理及化学性能对焊接电流、电压的影响,进而对焊接电流电压进行选择。在对电动汽车车架的出气孔进行焊接时要采用氩弧焊进行焊接,由于出气孔薄,当采用氩弧焊进行焊接时才能达到质量好、焊缝平滑,外观美观的双重效果。1.3本文主要研究内容本课题需要对电动汽车车架进行研究,借助课内外资料、图书以及网上搜索资料信息数据,并对相关数据资料进行整理和分析,完成车辆技术参数的选择和确定。根据计算和选取来的各个零部件和总成的相关尺寸,利用计算机软件进行相关装配图、零件图的绘制,同时满足电动车各项基本要求。在深入浅出的介绍了对与电动汽车车架的焊接具体操作及要求。通过对电动汽车车架的材料的选择,进而分析材料的物理及化学性能从而对焊接时的电流和电压进行选择和调整。图1-1电动汽车车架车架由两根主纵梁贯穿前后形成主车架,两根纵梁和多根横梁形成副车架,以减轻主纵梁的负担、增强整体的负载能力。前轮为独立悬挂,后轮为非独立悬挂,在车架前后部分设计了相应的悬挂支撑安装点。2电动汽车车架母材性能与结构2.1车架母材的选用409钢种是耐热铁素体不锈钢,用以保证电动汽车排气部件具有良好的耐氧化和腐蚀性。2.1.1力学性能抗疲劳性能。退火后的409合金钢带的弯曲疲劳试验表明1000万次循环的疲劳(持久)极限为30000-34000psi。强度。其他钢一样,熔炼方式、脱氧方法、凝固方法、热处理和加工等对不锈钢的蠕变有很大的影响,取自同一种钢锭同一部位的试料的蠕变断裂时间的标准偏差的平均值约11%,取自不同部位的标准偏差则达到两倍之多。韧性。和其他铁素体不锈钢一样,在冲击负荷下,温度下降时会经历从延性向脆性的转变。0.079(2mm)的409HP合金,其纵向和横向的DBTT都为-50°F(-46℃)。该值大大低于典型的加工和使用温度,表明是以延性方式加工的。抗高温性能。409不锈钢属于铁素体不锈钢。409型铁素体不锈钢抗高温氧化性能试验结果如表2-1所示,从表中数据可见,双稳定409型铁素体不锈钢的抗氧化能力明显高于传统的Ti单稳定409型铁素体不锈钢。表2.1409型铁素体不锈钢抗高温氧化性能试验结果氧化膜质量(g/m2•4h)温度/℃类型550650750850Ti单稳定0.110.230.382.24Ti+Nb双稳定0.060.190.351.912.1.2焊接性能裂纹。由于409不锈钢的线膨胀系数较小,其焊接热裂纹和冷裂纹的问题并不突出。因此可采用各种焊接方法焊接,不易产生热裂纹,冷裂纹倾向也比低合金钢小,具有良好的工艺焊接性,在厚壁焊接结构中使用受限制。高温脆性。409不锈钢焊接接头加热至950-1000℃以后急冷至室温,焊接热影响区的塑性和韧性显著降低。这种高温脆性十分有害,同时耐蚀性也显著降低。因此,减少碳、氮含量,对提高焊缝质量是有利的。出现高温脆性的焊接接头,若重新加热至750-850℃,则可以恢复其塑性。δ相脆化。409不锈钢中Wcr>21%时,若在520-820%之间加热,即析出δ相。δ相的形成与焊缝的化学成分、组织、加热温度、保温时间以及预先冷变形等因素有关。2.2车架类型的选择边梁式车架的构造车架由两根纵梁及连接两根纵梁的若干根横梁组成,用铆接和焊接的方法将纵横梁连接成坚固的刚性构架。纵梁通常用低合金钢板冲压而成,断面一般为槽型,z星或箱型断面。横梁用来连接纵梁,保证车架的抗扭刚度和承载能力,而且还用来支撑汽车上的主要部件。边梁式车架能给改装变型车提供一个方便的安装骨架,因而在载重汽车和特种车上得到广泛用。其弯曲刚度较大,而当承受扭矩时,各部分同时产生弯曲和扭转。其优点是便于安装车身、车箱和布置其他总成,易于汽车的改装和变形,因此被广泛地用在载货汽车、越野汽车、特种汽车和用货车底盘改装而成的大客车上。在中、轻型客车上也有所采用,轿车则较少采用。图2-1边梁式车架用于载货汽车的边梁式车架(图2-1),由两根相互平行但开口朝内、冲压制成的槽型纵梁及一些冲压制成的开口槽型横梁组合而成。通常,纵梁的上表面沿全长不变或局部降低,而两端的下表面则可以根据应力情况相应地缩小。车架宽度多为全长等宽。2.3车架结构形式的设计2.3.1车架宽度的确定车架的宽度根据汽车总体布置的参数来确定,整车宽度不得超过2.5m,故往往很难同时满足上述要求。根据本设计的要求,关于电动轻车车架结构设计,其载重设为1.7t,简化制造工艺,最好车架前后等宽。为了便于实行产品的三化,不少国家对车架的宽度制定了标准。本设计方案取车架的宽度为750mm。2.3.2车架纵梁形式的确定根据本设计的要求,再考虑纵梁截面的特点,本方案设计的纵梁采用上、下翼面是平直等高的槽形钢。纵梁总长为4815mm。为了使纵梁各断面处的应力接近,可改变梁的高度,使中部断面高、两端断面低。从降低车架纵梁抗弯应力方面考虑的话,增大槽形断面的高度最有利,但使汽车的质心高度增加。综合考虑上述因素的影响,通常取高与宽的比值为2.8-3.5。2.3.3车架横梁形式的确定本设计课题是关于轻型车车架结构设计,所以采用开口断面比较合适。本次设计一共采用大小共8根横梁,各根横梁的结构及用途如下:第一根横梁断面形状为槽型,用来支撑水箱,其中间设有多个圆形孔,目的是让空气可以流到发动机底部,也有助于发动机的散热。第二根横梁为发动机托架,为防止其与前轴发生碰撞几干涉,故将其安排放在发动机前端,其形状就是近似元宝的元宝梁,此种形状有较好的刚度。第三根横梁为驾驶室的安装梁。用于驾驶室后部的安装,断面形状为槽形。第四根横梁用作传动轴的支承,其断面形状为槽形,为了保证传动轴有足够的跳动空间和安装空间,将其结构做成上拱形。第五、七根横梁分别在后钢板弹簧前、后支架附近,它们所受到的力或转矩都很大。它们的断面形状也是采用槽形。第六、七根横梁不仅要承受各种力和力矩的作用,还要作为安装备胎的的安置机构。它们的断面形状为槽型。第八横梁为后横梁,其将左、右纵梁连接在一起,构成一个框架,使车架有足够的抗弯刚度。其断面形状为槽形。2.4车架加强板的布置2.4.1车架加强板的布置位置车架前部,由于所受弯曲、扭曲较小,一般不加加强板。车架中部,由于所受弯曲、扭曲最大,而且此处还是水平方向弯曲最大的部位,因此应加加强扳。车架后部,由于悬架支撑固定在车架纵梁上。因而纵梁在悬架支架处上受很大支撑反力,特别是6×4重型汽车采用平衡悬架,悬架为单点支撑,纵梁所受的支撑反力更大。为保证该区域抗弯强度和扭转刚度,因此,我设计的车架在中后部布置了加强扳。2.4.2车架加强板的布置方式由于车架纵梁的下翼板应力大,而纵梁的上翼板应力小。但在布置车架加强扳时却不能这样考虑,而应认为车架受交变载荷同时加强上下翼板,使纵粱得到整体加强。在实际使用中,强度较弱的一边翼板就容易开裂,造成车架的早期损坏。由于翼板所受弯曲应力较大,为了避免翼板由于钻孔而导致抗弯强度下降。该加强板主要与腹板联接。总之,车架结构的设计要充分考虑到整车布置对车架的要求及企业的工艺制造能力,合理选择纵梁截面高度、横粱的结构形式、横粱与纵梁的联接方式,并根据车架的应力计算合理地布置车架加强板,使车架结构满足汽车使用要求。以达到较好的经济效益和社会效益。3电动汽车车架的焊接工艺3.1车架梁的制造工艺3.1.1纵梁图3.1纵梁断面纵梁和纵梁加强板的长度不易太长,应控制在10000mm左右。材料厚度与材料长度成反比,控制在8mm以下为好。采用辊压成形模式的工艺,在购买设备时就已将材料参数即屈服强度设定在350-700N,mm以下,可以选择屈服强度在700/mm以下的材料,长度不限,厚度控制在10mm以下。3.1.2横梁货车车架上一般有5到11根横梁,其用途和结构各不相同。不同条件的汽车横梁其结构型式变化较大。目前,汽车车架上使用的梁通常以槽形式和拱形居多。这是因为槽形式横梁曲刚度和强度都较大,且便于制:拱形横梁具有较大的连接度、截面高度较低,可以让开下空间的优点。汽车横梁一般都是采用冲压加工方法生产。形状:槽形式横梁、拱形式横梁等,如图3.2、3.3。图3.2拱形横梁图3.3槽形横梁对于横梁用材的开发应针对横梁的产品特性,结合工艺技术水平,在满足强度要求的前提下重点提高材料成形性能和焊接性能。连接板用于连接横梁和纵梁,增强纵梁的强度。以压弯件为主,材料主要为高强度钢板。对材料的成形性能要求不高,但要求材料的压弯回弹小。3.2车架各部分的焊接过程3.2.1外筒的焊接(1)焊前准备1.将外筒擦拭干净,尤其是坡口处。2.确保外筒上的刻印在外筒外侧。3.外筒在往焊接装备上放置时,确保刻印一方在下面。4.调整好钨棒与外筒的角度。表3.1外筒焊接工程名称外筒工艺卡编号材质409规格(mm)3800*2400*1.2焊接方法氩弧焊焊工资格焊评编号无损检测PT合格等级Ⅱ适用范围适用于板厚为12mm的氩弧焊焊接工艺参数层数焊接方法焊材及规格电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)1氩弧焊φ1.0交流90~10016~2515~2215表3.2外筒加工工艺过程卡常州机电学院外筒加工工艺过程卡零(部)件图号共1页零(部)件名称外筒第1页工序号工序名称工序内容车间设备及工艺装备10装件将外筒放置在焊接夹具上装配工装夹具20夹紧将夹具与焊件加紧工装夹具30焊接将外筒进行氩弧焊焊接氩弧焊40检验检验焊缝有无偏焊,漏焊,夹钨等检验焊后修补:若有焊缝未焊透、偏焊、漏焊、夹钨等情况发生,应用氩弧焊进行修补,并进行检测。3.2.2前盖的焊接表3.3前盖的焊接工程名称前盖工艺卡编号材质409规格焊接方法Mag焊焊工资格焊评编号无损检测PT合格等级Ⅱ适用范围适用于板厚为8mm的前盖与管子MAG焊焊接工艺参数层数焊接方法焊材及规格电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)1Mag焊GMS-308φ1.0交流100-13014-1715~22氩气13-18二氧化碳4-8注意要点:1.将模具清理干净2.将前盖与管子按装配与生产要求进行装配,并注意管子上方与模具持水平方向,夹具与中心圆柱无高度差。3.在管子与前盖的交接处均匀的焊两道焊缝,焊缝长度为10mm。3.2.3有孔管件部焊接(1)管套的焊接1.焊前准备:将两个盖子的表面清理干净且将夹具清理干净;将两个盖子按照尺寸要求装配在一起,并采用压焊将装配好的盖子焊接在一起。2.焊接工艺:将压焊好的盖子装在工装夹具上,焊接时采用的是Mag焊。电流为100-130A,电压12-17V,Ar气体流量13-18L/min,二氧化碳气体流量4-8L/min,使用的焊丝为GMS-308,直径为1.0mm,焊接速度为3cm/min。采用的是环焊缝进行焊接。3.焊后处理:焊接后检查焊缝是否有偏焊,未焊透,焊穿等缺陷出现,如果有则因立即用氩弧焊进行修补,并进行检测,直到焊缝质量达到要求为止。(2)孔管焊接1.焊前准备:检查各个管子的尺寸,并对管子的表面进行焊前清理;将夹具清理干净。2.焊接工艺:将管子在夹具上装配好,并卡死在模具上,焊接时采用Mag焊。电流为100-130A,电压12-17V,Ar气体流量13-18L/min,二氧化碳气体流量4-8L/min,使用的焊丝为GMS-308,直径为1.0mm,焊缝长度为10mm,总共焊接6处。图3.4孔管焊接3.焊后处理:(1)焊后检查焊缝是否符合质量要求,如有焊接缺陷,则进行修补。(2)检查焊缝表面有无焊渣,如有则应将其敲掉。(3)将盖子与管件部焊接将盖子与管件部按要求装配在一起,放在模具上并卡死。焊接时采用Mag焊。电流为100-130A,电压12-17V,Ar气体流量13-18L/min,二氧化碳气体流量4-8L/min,使用的焊丝为GMS-308,直径为1.0mm,焊缝长度为10mm,总共焊接8处。3.2.4零部件焊接将管子管套装配起来,接头形式采用搭接接头,焊接时采用Mag焊,进行圆周自动焊,电流为80-110A,电压12-17V,Ar气体流量13-18L/min,二氧化碳气体流量4-8L/min,使用的焊丝为GMS-308,直径为1.0mm,焊接速度为4cm/min。(1)焊前准备将触媒与零部件组装在一起,要注意的是触媒上的箭头朝上,管套的缺口与模具上的线对齐,夹具与中心圆柱无高度差。(2)焊接工艺焊前一定要进行喷防渣液。焊接时采用Mag焊。电流为100-130A,电压12-17V,Ar气体流量13-18L/min,二氧化碳气体流量4-8L/min,使用的焊丝为GMS-308,直径为1.0mm,焊缝长度为10mm。在下方的管套进行点焊,焊两个点焊,上方的管套焊四道长度为10mm的焊缝。将点焊的焊缝进行全周焊接工序。(3)焊后处理检查焊缝是否达到质量要求,没有则进行焊补;检查焊缝表面有无焊渣,有焊渣则将其敲掉。3.2.5有孔管部件与零部件焊接(1)焊前准备1.将模具及工状台清理干净。2.将焊件夹紧,并喷涂防渣液。表3.4触媒焊接工程名称触媒焊接工艺卡编号材质409规格焊接方法Mag焊焊工资格焊评编号无损检测PT合格等级Ⅱ适用范围触媒焊接焊接工艺参数道数焊接方法焊材及规格电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)气体流量(L/min)2Mag焊GMS-308φ1.0交流100-13014-17二氧化碳4-8氩气13-18表3.5触媒加工工艺卡常州机电学院触媒加工工艺过程卡零(部)件图号共1页零(部)件名称内筒体第1页工序号工序名称工序内容车间设备及工艺装备0检验材料应符合国家标准要求的质量证书检验10装配将焊好的零件加紧在夹具上装配20检查检验焊件与夹具的位置是否对准检查30喷防渣液将焊件表面进行喷防渣液喷涂40焊接将焊件焊接焊接Mag焊50检验检验2条10mm焊缝检验(2)焊后处理1.检查焊缝有无焊穿、未焊透等问题存在,若有,则进行修补。2.有焊渣则进行清除。3.2.6外筒焊接(1)焊前准备1.将外筒与内筒表面清理干净。2.将夹具清理干净。表3.6外筒焊接工程名称外筒工艺卡号材质409规格(mm)3800*2400*1.2焊接方法Mag焊焊工资格焊评编号无损检测PT合格等级Ⅱ适用范围外筒焊接焊接工艺参数速度道数焊接方法焊材及规格电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)气体流量(L/min)37秒/周2Mag焊GMS-308φ1.0交流100-13017-22二氧化碳4-8氩气13-18(2)焊接工艺焊接时将前盖与后盖分别装在外筒的两侧,并用夹具将其夹紧,喷防渣液,采用Mag焊进行全周焊接。(3)焊后处理检查全周焊有无焊偏,漏焊等现象出现,若果有则用二保焊或氩弧焊进行修补。图3.5外筒焊接3.2.7排气歧管焊接排气歧管的焊接包括三个方面,法兰的焊接、两半管焊缝的对接和加强点的焊接,法兰的焊接是将法兰夹焊在电动汽车车架进气口处,使用二保焊焊接,只要保证法兰的方向正确。两半管焊缝的对接就是将冲压好的两个半管在夹具下,将两个管子对接,这个焊接的角度很难控制,所以使用机器人焊接,要确保两个半管装配时上下半管的区别。加强点的焊接就是确保内部触媒位置的固定,使用二保焊,这是一个10mm的孔,不能焊穿和焊偏,不然影响性能和外观的美观,如图3.3所示。图3.6排气歧管3.2.8出气孔焊接(1)后盖与尾管焊接表3.7出气孔焊接工程名称出气孔工艺卡编号材质409规格焊接方法Mag焊焊工资格焊评编号无损检测PT合格等级Ⅱ适用范围适用于板材壁厚等于4~5㎜的管子与其它后盖壁厚大于等于5㎜的盖子相连的全周焊(不考虑管子外径)焊接工艺参数层数焊接方法焊材及规格电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)1Mag焊GMS-308φ1.0交流90~12016~2515~2215表3.8出气孔加工工艺卡常州机电学院出气孔加工工艺过程卡零(部)件图号共1页零(部)件名称出气孔第1页工序号工序名称工序内容车间设备及工艺装备0检验材料应符合国家标准要求的质量证书检验10装件将后盖与尾管装配在一起装配工装夹具20夹紧将夹具与焊件加紧工装夹具30焊接将后盖与尾管焊接焊接Mag焊(全周自动焊、手动焊)40检验检验全周焊检验(2)焊接时的注意事项1.由于后盖与尾管在装配的时候有一定的间隙,而且有一定的弧度,这就要求在焊的过程中一定要注意焊枪与焊件之间的角度,并且焊件较薄,如果角度不对,会将焊件焊穿。2.由于焊件较薄,在焊前一定要将电流、电压与转速结合起来调节。当电流、电压较大时,转速一定要快点;反之则慢。3.在焊前必须对材料进行严格的清理,清除填充焊丝和坡口两侧至少20mm的范围内的油污、水分、灰尘、氧化膜等,并且一定要喷适量的防渣液以防焊缝存在夹渣和未焊透等焊接缺陷。4.后盖在装上夹具的时候一定要注意后盖的开口要与夹具的线对上,以防焊出来的出气孔与管体装配不起来。5.焊后检查焊缝,确保焊缝没有裂缝、缺口、漏焊、偏焊等。4电动汽车车架检验及焊接变形的控制4.1电动汽车车架检验4.1.1水压测试电动汽车车架焊接完成后进行的是水压测试,如果电动汽车车架没有焊接缺陷的话,在水中停留时间5-6分钟不会有水泡冒出,如果有水泡冒出,则要用氩弧焊进行修补。4.1.2外观检测目测一下电动汽车车架表面有无焊渣,如有,则用焊锤敲掉。如果焊渣很大,则用打磨机打磨平滑。焊接过程无重复引弧;焊缝成形饱满,无焊接缺陷;飞溅量少,可以不进行飞溅清理工作;外观质量满足本厂结构件焊接质量要求。4.1.3尺寸检测将电动汽车车架整体放在检验台上,主要检查两吊板之间的距离是否达到要求,以防在装配使用时装配不上,电动汽车车架下面与夹具的距离尺寸是否达到要求,电动汽车车架上方也是如此检验。4.2焊接变形的控制措施4.2.1焊接前控制因为车架总成主要部件采用自动焊接,所以对组装夹具的定位尺寸要求较高,并需定时对夹具进行维护调整。对压型板材需要进行平整度控制。平整度偏差产生的原因在于:下料后板材因受热产生变形,压型后缺少有效措施抵消在压型过程中产生的变形,对应措施为对左右侧板下料后校平,提高压型前零件的平整度;在最后一道压型完成后,在油压机上对弯曲部位反向施压。焊前预变形,即反变形法,通过机械外力使结构件在焊接变形发生的相反方向产生变形,当焊接完成后相互抵消。尤其是对于车架总成左右支承中部承载截面较小、并开有装配孔的部位,左右支承件接合处的装配间隙务需保证,以使后序焊接在该部位的接合处焊透焊牢,提高接头的承载能力。4.2.2焊接过程优化措施如能识别出影响焊接变形的主要因素,如焊接方法、焊接参数、焊接顺序等,采取合适的措施就能减少变形。合适的措施包括:根据不同的焊接钢板厚度,选择能量密度高的热源;选用最适合的焊接参数;设计合理的装配焊接顺序,在焊接设计中应力求焊缝数量少。设计焊接结构时应尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等成形材料以减少焊缝、简化工艺。把整体结构分解为易于施工的部件,控制部件的焊接变形,并在加工总成焊接前增加检测和整理工序,消除部件变形对总成焊接过程的影响。选择合适的焊接电流强度、焊接电弧电压和焊接速度将直接影响焊接变形。在如何控制焊接变形上我们也可以通过调整这些焊接参数来得到改善。在焊接顺序和方向上,先焊变形收缩量较大的焊缝,使其能较自由地收缩。对称焊缝采用对称焊接,当构件具有对称布置的焊缝时,可采用对称焊接减少变形。4.2.3焊后矫正措施焊后矫正措施主要包括机械力或冲击能矫正法:1、静力加压矫直法。使工件产生与焊接变形相反的塑性变形,采用与点状加热原理相反的锤击法,使材料延伸补偿焊接收缩。校正前要分析焊缝应力的方向,找准应力点,然后采取适当的方法。一般情况下变形都是由于焊缝收缩引起的,所以我们可以采取对焊缝进行锤击的方法使焊缝延伸,从而抵消焊缝收缩引起的变形。2、加热矫正法。该方法分为整体加热和局部加热两种。从操作复杂度和设备要求看,火焰加热最适合。3、火焰矫正法。该方法适用于塑性较好的材料,如低碳钢、低合金钢等。火焰加热的方式一般采用点状加热、线状加热、和三角形加热三种方式.结论为提高焊接质量和效率,使焊接变形减少到工艺要求的范围,本文对铃木豪爵车架的焊接工艺进行了深入研究。(1)材料:选用409不锈钢(2)焊接工艺为:采用Mag焊:焊丝GMS-308,Φ1.0,电流:100-130A,电压:14-17V,氩气流量13-18(L/min),二氧化碳流量4-8(L/min);机器人焊接:焊丝GMS-308,Φ1.0,电流115A,电压15V;氩弧焊:电流:90-100A,电压:16-25V,焊接速度为15(L/min)。(3)车架结构:通过对车架结构的设计,包括纵梁的设计,加强梁的设计,横梁的设计,横梁与纵梁的连接设计,确定了车架的大体结构。(4)工装:共有三十块组成,所有单元件均采用冷加工冲压成形,采用专用胎具点固、工装焊接,机器人焊接成型。(5)采用水压实验进行检测,并检查尺寸,若两者都达到标准则为合格产品。(6)探讨了焊接变形的矫正方法,重点分析了机械矫正或火焰矫正。首先焊接结构设计上要合理选择焊缝形式和尺寸,其次要尽可能减少不必要的焊接、合理的安排焊缝的位置。本文得到的分析结果主要依据课题的实际情况,体现的只是单一结构件焊接工艺的设计结果,对于其他相似构件的生产制造过程还没有深入研究。因此,在今后的工作中,还需对类似结构件进行对比试验与分析。参考文献钱龙.电动汽车车架焊接机器人柔性生产线的研制及使用[J].电动汽车技术.2017(02)张华山.浅谈电动汽车车架焊接变形的控制[J].电动汽车技术.2016(07)王旭友,穆瑞骥,

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