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(qiáng)度尤為重要。縱梁內(nèi)外梁合梁作為增加縱梁強(qiáng)度的常用手段，同時(shí)，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(dòng)強(qiáng)度低，易于機(jī)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(qiáng)度熱軋中厚度鋼板，厚度4～10 mm，材料牌號(hào)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，由送料小車、磁力上料裝置、橫向鏈?zhǔn)竭M(jìn)料道、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輔助工作臺(tái)、縱向送料滾道、點(diǎn)焊機(jī)主機(jī)、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(jìn)行動(dòng)作。

1.工藝布局

內(nèi)外梁合梁點(diǎn)焊線工藝布局圖如圖1所示，經(jīng)上料磁力吊、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及推料機(jī)構(gòu)1運(yùn)送至第一錕道，再經(jīng)磁力吊運(yùn)送至第二錕道，第一錕道與第二錕道由電動(dòng)機(jī)控制絲杠可調(diào)節(jié)內(nèi)外梁相對(duì)位置，外梁經(jīng)推料機(jī)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(diǎn)焊機(jī)焊接后，由下料磁力吊運(yùn)送至下料小車。

2.槽鋼點(diǎn)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(diǎn)焊預(yù)壓、焊接、維持和休止4個(gè)階段，完成一個(gè)焊點(diǎn)焊接，經(jīng)過合理焊點(diǎn)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(jí)整流變壓器，變壓器整體環(huán)氧澆注，絕緣等級(jí)相對(duì)較高;焊機(jī)變壓器內(nèi)設(shè)熱保護(hù)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(shí)，熱保護(hù)器動(dòng)作，焊機(jī)無電流輸出并報(bào)警。

焊接工藝參數(shù)制定

縱梁合梁采用雙面單點(diǎn)焊的點(diǎn)焊方法，這種焊接方法能對(duì)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(shí)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(shí)，形成熔核不以貼合面對(duì)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(qiáng)度降低。因此，當(dāng)焊接內(nèi)外梁厚度差距較大縱梁時(shí)，電極設(shè)計(jì)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(duì)增大焊極端面，同時(shí)增大下電極冷卻水腔直徑，使得下電極散熱增強(qiáng)，而上電極相對(duì)焊接端面及冷卻水腔較小，溫度場(chǎng)向外梁一側(cè)偏移，使得貼合面熔核直徑增加，焊接強(qiáng)度相應(yīng)提升。另外，可適當(dāng)增加上電極有效焊接長(zhǎng)度，以提高焊極使用壽命，焊接不同厚度組合內(nèi)外梁時(shí)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(diǎn)焊接強(qiáng)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(shí)間，其中焊接電流對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量影響最大，電流過大產(chǎn)生噴濺，焊點(diǎn)強(qiáng)度下降;焊接時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量影響也很大，時(shí)間過長(zhǎng)，熱量輸入過多也會(huì)產(chǎn)生噴濺，降低焊點(diǎn)強(qiáng)度;電極壓力過小，易產(chǎn)生噴濺，壓力過大時(shí)，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(shí)會(huì)出現(xiàn)未焊透的缺陷。一般認(rèn)為，在增大電極壓力的同時(shí)，適當(dāng)加大焊接電流或焊接時(shí)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(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)積累及點(diǎn)焊試片正拉試驗(yàn)(見圖4)及剪切試驗(yàn)(見圖5)所得。合梁焊接參數(shù)及對(duì)應(yīng)單個(gè)焊點(diǎn)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(dá)到60 kN，說明焊接參數(shù)選擇合理，焊接強(qiáng)度滿足要求。焊點(diǎn)外觀質(zhì)量如圖6所示，成型良好無飛濺。

3.縱梁焊點(diǎn)分布原則

每根縱梁根據(jù)長(zhǎng)度不同均需分布10～30個(gè)焊點(diǎn)不等，縱梁1 000 mm范圍內(nèi)至少分布一個(gè)焊點(diǎn)，大孔周圍也需分布1～2個(gè)焊點(diǎn)，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(gè)焊點(diǎn)，所布置焊點(diǎn)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(qiáng)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(duì)8+4/8+5縱梁總成，在保證合梁焊點(diǎn)強(qiáng)度的前提下，焊點(diǎn)表面壓痕降低，焊接質(zhì)量提升，同時(shí)電流強(qiáng)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。