浅析汽车底盘结构件焊缝设计
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对于汽车结构的分析，汽车底盘的重要结构部位是后桥和副车架。后桥在车的为种子比较重要，后桥是比较重要的支撑装置。对于运用前桥进行驱动的汽车，后桥的作用会比较单一，仅仅是承载的基本的功能。如果是驱动作用是后桥在起作用，不仅仅是起到承载的基本功能，还具有减速和差速的基本功能，同时还会起到驱动的基本功能。副车架也起到了很重要的作用，对于阻止大量的噪音和振动进入汽车起到重要的防护作用。对于这些基本的汽车部件的功能需要非常熟知，然后科学合理进行操作。在当前汽车的生产过程中，结构件在整个汽车零件中占有1/4的比例，是非常重要的汽车组件。在对汽车结构件进行焊接之前，首先需要对焊接质量进行有针对性的策划，包括选择焊接设备、评定焊接工艺、确定检测项目等，在完成对这些要素的策划之后，便可以从以下几个方面对焊接质量进行有效控制。
1焊缝设计研究思路
确定焊缝承载能力评价指标是汽车底盘焊缝设计研究最重要的部分，是焊缝安全校核的前提条件。
1.1对后桥悬架臂和衬套管进行工艺实验，进行焊接热过程和残余应力的测量，记录焊缝方向的焊接热过程曲线，并采用小孔法获得近缝区纵向横向焊接残余应力，为焊接温度场和残余应力场的正确性提供参考。
1.2对悬架臂和衬套管焊接温度场和残余应力场进行模拟计算，得到实际试验相对应的焊接热过程曲线和焊接残余应力的数值。
1.3对后桥的悬架臂和衬套管进行拉伸破坏实验，得到抗拉伸平均载荷，合成计算悬架臂和衬套管的拉伸载荷和焊接残余应力。
1.4进行焊缝安全校核，和实际的测量结果进行对比。使用计算悬架臂和衬套管焊接温度场和残余应力场时的参数命令，对后桥和副车架计算焊接温度场分布和残余应力场的计算。
1.5进行焊缝计算。不改变结构整体形状的基础上改变了焊缝数量、长度、形式等，完成汽车底盘焊接结构优化。
2工艺因素
从产品属性角度来看，汽车焊接结构件的属性相对特殊，需要通过对工艺因素的有效控制实现对产品质量的控制。一般情况下，需要从以下三个方面来控制工艺因素：①人员素质。从事焊接工作的相关人员一定要具备良好的技能素质，不仅能够对生产时间进行准确的控制，还要能够确保稳定的产品质量，从而达到控制生产过程中相关工艺因素的目的。②设备稳定性。在对结构件进行焊接的过程中，对电压、气压、水质等条件都有着严格的要求。因此，在焊接时，一定要确保焊接设备的高度稳定，定期检查设备的运行情况。一旦发现问题，需要在第一时间对设备进行维护，避免因设备问题而导致产品质量下降。③参数符合性。工艺参数的准确是确保焊接质量的关键。在日常生产过程中，不同类型的汽车结构件在焊接过程中需要运用的工艺参数也存在差异。为了能够准确控制这些参数，企业需要将这些参数记录在相应的日常参数记录表中，并对设备参数变化进行系统性分析，以确保对工艺因素的有效控制。
3实物质量
在对实物质量进行控制的过程中，需要注意以下三方面：①首、中、末件检验。对于汽车焊接结构件来说，整个加工过程便是确保产品质量的过程，结构件加工一旦完成，那么产品的质量也就无法改变，因此，对加工首件的质量进行严格检验，是确保接下来产品质量的关键。首先，焊接人员需要在生产前对设备运行情况进行严格检查，确保设备能够正常生产；其次，在完成首、中、末件架构之后，相关人员还需要以检验规范为基础对产品物流卡进行严格检查，以确保生产材料与生产要求相符；再次，通过检测设备对产品尺寸进行检验，确保产品尺寸符合标准；最后，以缺陷标样为基础对焊缝进行缺陷检查，并将检查结果填入“三检”检验卡中。②返工件质量。虽然在对汽车结构件进行焊接的过程中有着严格的检验标准与工艺控制，但一些不合格产品仍然不可避免，这也是实物质量管理过程中的难点。想要控制这些返工件，首先必须有针对性地评审这些不合格产品，明确其不合格原因；其次找到返工工艺，并以此为基础制定相应的纠错途径；最后再次对这些工件进行严格检验。③进行型式试验。由于汽车焊接结构件在生产过程中具有一定的特殊性，因此，进行型式试验是非常有必要的，特别是针对一些缺陷产品，更需要通过腐蚀、冲击、疲劳等相关试验，模拟结构件在使用过程中的环境，找到导致缺陷的具体原因，从而提升产品质量。
4焊接变形优化
考虑到经济性和实用性，通过制定合理的焊接順序和焊接方向控制焊接变形，如果结果不能达到要求，需要从工艺入手进行控制。
4.1悬臂架焊接优化
4.1.1焊接变形预测
进过分析后发现，后桥焊接变形量最大，焊接变形超过了规定的范围，对装配造成了困难，还威胁到后桥的使用性能，有必要对其进行优化。对后桥和副车架上各零件形状观察之后发现能进行拉伸破坏实验的只有悬臂架和衬套管，其中悬架臂衬套管的结构特殊，不能在拉伸试验机上直接安装。为了方便悬架臂和衬套管方便的在拉伸试验机上安装，需要对悬架臂和衬套管进行处理。衬套管上焊接辅助板，悬架臂上弯曲部位进行切割。为了防止拉伸过程中出现较大的变形，要在衬套管内填充实心钢棒，
4.1.2优化措施
悬架臂不以横梁为中心对称，采用原有焊接顺序进行焊接，工件焊接完成后从变位机上拆下，工件在温度较高时没有受到足够的变形约束，导致工件产生较大的焊接变形。改变顺序后，工件受到夹具约束时间延长，最终的焊接变形量小。
4.2汽车底盘焊缝设计
4.2.1焊缝承载评价方法
选择焊缝和母材交界面外围轮廓线上不同方向的最大应力，选择安全系数N作为焊缝承载能力的评价指标：。
4.2.2焊缝优化设计
Ⅱ工位焊缝位置存在着较大的装配间隙，焊接会导致较大的残余应力，需要调整焊接顺序减少Ⅱ工位焊缝长度。优化结果如下：
4.2.3副车架焊缝优化设计
塞焊缝的形状发生了较大的变化，从直线型逐渐改为半环形，焊缝长度从30mm改为50mm。
为了验证焊缝在实际工作中的承载性能，我们制作了样品，进行路谱和台架实验，证明了优化后的焊缝设计和技术方法的合理性和正确性。
5关于焊接的具体流程和注意事项
对于汽车底盘的结构焊接有很多需要注意的事项，具体的流程是汽车企业非常注意的，在流程中有一些方案需要很多的注意事项。只有将具体的流程贯彻下去，才能够将汽车底盘的操作科学化合理化。对于焊接的形状需要进行针对性研究，只有进行精密对比才能够得出正确的焊接图纸，对焊接的具体操作提供指导，在理论上给出坚强的支撑。在优化设计方面需要把具体的技术方案进行贯彻，在技术创新的基础之上，把各项的技术要求真正落实到具体的技术操作中。
6结论
我国的企业在设计汽车底盘还存在依赖于国外技术的问题，很多的核心技术都是引进外国的先进技术，在技术的创新方面缺乏动力和技术支撑。因此，在技术的研发和技术的改进方面需要不断改进方案，关于底盘结构焊接的安全性是一个比较关键的问题。在操作的具体的过程中需要将技术的创新推进比较关键的位置。只有保障底盘结构的安全性，才能够保障汽车技术的进步。只有适合焊接的位置进行合理的规划，才能够对焊接的最终结构产生比较好的功效。底盘焊接的技术革新和优化配置是汽车技术的有效方法。
参考文献：
[1] 倪昀，黄志超，熊国良，黄薇.基于ANSYS汽车后桥壳体焊接温度场有限元分析[J].华东交通大学学报.2006（02）
[2] 陈星明，何东升.基于单元生死的管道对接焊残余应力数值模拟[J].热加工工艺.2009（09）
（作者单位：1.精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院；
2.精诚工科汽车系统有限公司底盘事业部；
3.精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）
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