五十铃汽车钢板制动蹄焊接方案的分析和改进.docVIP

变速箱托架焊接方案的分析与改进 南宁五菱桂花车辆有限公司 曹振权 [摘要] 对我公司生产的GH2310低速汽车的变速箱托架生产过程中存在的问题进行分析，并根据企业目前的状况，提出了可行的改进方案。 我公司生产的GH2310低速汽车的变速箱托架为钢板冲压焊接件。该部件为总成重要部件，筯板和腹板均为低碳钢冷冲压件，筯板材料牌号为：Q235-GB/T3274（δ=6.0mm）；腹板材料牌号为Q235-GB/T912（δ=4mm）。焊接形式为接触面上6处凸焊焊点均布，焊接后的总成如图1所示。现车间焊接的部件在后续加工时出现个别焊点开焊，检验时发现整体焊接强度不符合要求，表面处理及后续附加工艺存在成本不稳定等问题。 生产现场存在的因素分析 设备因素分析 我厂原来采用的4台单点电阻焊机，生产效率能够满足生产需要，但电阻焊对零件的表面处理要求较敏感。当焊接件表面存在的氧化物、脏物尤其是导电低的氧化物增多时，接触电阻会显著增加。而电阻的大小对电极压力、材料性质及焊接表面状况、温度等因素双比较敏感，这都直接影响了焊点的质量。因该变速箱托架焊接时要求控制对称度，所以原设备采用了非导电性质的木制定位件，但在实际使用中，磨损较严重，难以控制，不能保证图样要求。从焊接质量及审干接定位尺寸上都不能保证产品质量的稳定性，直接影响下道工序生产。 表面工艺因素分析 筯板和腹板在焊接前的表面处理工艺为：抛丸处理——冷冲压加工——脱脂处理——焊接。在脱脂处理后表面一般不再采取防锈措施，直接转入下道工序焊接，但在焊接工序出现工作滞留时间过长或外界因素导致出现锈迹时，直接影响焊接效果。改变焊接参数，会使凸点焊点熔化速度不稳定，导致腹板焊接变形严重，影响腹板的整形工序。如果进行二次表面处理，直接导致成本增加。 改进措施 鉴于电阻焊焊接对工件表面的敏感性，我们尝试采用电焊机进行角焊缝焊接，筯板两侧对称焊缝4mm×15mm，焊后检查发现腹板焊接变形严重，且外观质量差，此措施不可行。 通过分析，我们将腹板结构形状改动，增加焊接孔，采用塞焊方式。焊接工艺采用熔化极CO2气体保护焊，因CO2气体保护焊的生产效率高，焊接变形小，对油、锈不敏感，冷裂倾向小，电弧可见性好，且成本较低，适合薄板焊接。由于筯板的厚度为6mm，我们通过试验，在腹板上预留7.5mm的焊孔（如图2所示），这样可以让焊点熔滴在两侧少量外漏，增加焊接面区域，加大焊接强度。对于在腹板上增加的焊接孔，我们通过对原冷冲压模具改造，可以在不增加工序的情况下同时冲出，因而减少了腹板零件的成本。 通过验证，我们采用φ1.0mm的H08MnSiA焊丝和短路过渡焊接工艺（如表1、表2所示）。 表1 焊丝直径适用范围 焊丝直径/mm 熔滴过渡形式 板厚/mm 焊缝位置 1.0 短路过渡 2~8 全位置 1.4 细颗粒过渡 2~12 水平 1.6 短路过渡 3~12 水平、立、横 ≥1.6 细颗粒过渡 ＞6 水平 表2 不同焊丝直径适合的焊接电流区间 焊丝直径/mm 焊接电流/A 细颗粒过渡（30~45V） 短路过渡（16~22V） 0.8 150~250 60~160 1.2 200~300 100~175 1.6 350~500 120~180 由于电弧气氛的氧化性比较强，因此对工件表面的沾污、锈等污物不太敏感，可根据工件污染情况适当采取焊前清理或不清理。所以，经过试验，我们调整了焊前处理工艺：原材料抛丸处理——冷冲压加工——焊接。经过小批量试生产及检验，焊接质量符合要求，且工件变形小，工装定位准确，焊后尺寸符合图样要求。 为了增加焊接效率，我们采用气动工装夹紧装置对腹板夹紧定位，对腹板6处焊点一次焊接成形，这样在保证质量的前提下，大大降低了产品成本，提高了生产效率。 改进效果验证 通过近一年的生产验证，焊接质量得到了较好的保证，不仅提高了生产效率，而且降低了产品成本，减少了大功率设备的负符。