CN108944331B - 一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法 - Google Patents

一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法，包括以下步骤：选取待加工扭力梁，将所述扭力梁分割出第一部件和第二部件，对接焊接所述第一部件和所述第二部件，制作内衬加强板，将所述内衬加强板与所述第一部件和所述第二部件焊接，通过该工艺方法，可以将焊接应力平均分布在内衬加强板上，与现有技术相比，本发明可以有效解决由于焊接区域应力集中导致的零部件开裂和断裂的问题，提升零部件的改制强度。

Description

一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件的加工技术领域，特别是一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法。
背景技术
在新产品开发阶段，为了降低开发成本及缩短产品开发周期，在新产品设计数据冻结之前，主要进行新产品概念设计。在概念产品设计阶段完成后，为验证设计方案的可行性，通常需要对设计方案进行相关验证及基础数据采集工作，此时需要制作样件来进行相关设计方案的初步验证，惯用做法是通过开发样件模具来实现样件制作。
由于模具开发一方面周期较长，另一方面设计方案还处于验证阶段存在一定风险，若现在进行模具开发必然会增加开发成本及风险。为减少开发成本和缩短产品周期，通过对零部件厂家及整车主机厂调研发现，以汽车扭力梁为例，此阶段样件制作主要对现有零部件直接切断缩短。其主要步骤为：首先，选取一根扭力梁，在扭力梁的中间位置将扭力梁切断，其次，分别在两段去除1/2需要缩短的长度，再次，将切断的扭力梁予以对接焊接，最后，在扭力梁对接焊缝中间设置加强板，以保障其强度。
上述扭力梁缩短改制的技术方案主要存在以下缺点：一、焊接区域集中，导致焊接应力集中，焊接应力无法有效释放，增加了扭力梁的断裂风险；二、扭力梁容易产生变形，降低了扭力梁的改制精度，给扭力梁的装配带来困难；三、由于加强板顶部与扭力梁的顶部平齐，导致扭力梁容易产生缺口，增加了零部件的断裂风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法，以解决现有技术中的不足，它能够有效解决因焊接应力集中而导致零部件容易开裂的问题，大大提升零部件的改制强度。
为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法，包括以下步骤：选取待加工的扭力梁；将所述扭力梁分割出第一部件和第二部件；对接焊接所述第一部件和所述第二部件；制作内衬加强板；将所述内衬加强板与所述第一部件和所述第二部件焊接。
优选地，选取待加工的扭力梁具体为：选取横截面为“V”形的待加工的所述扭力梁。
优选地，将所述扭力梁分割出第一部件和第二部件具体包括：标出所述扭力梁的纵向中心线；以所述纵向中心线为基准，沿所述扭力梁的长度方向，在所述纵向中心线的两侧标出第一切割线和第二切割线；沿所述第一切割线和所述第二切割线切割所述扭力梁。
优选地，所述第一切割线和所述第二切割线与所述纵向中心线的距离相等，所述第一切割线和所述第二切割线均与所述纵向中心线平行。
优选地，对接焊接所述第一部件和所述第二部件具体包括：在所述第一部件的断面上加工出第一坡口，在所述第二部件的断面上加工出第二坡口；组对所述第一坡口和所述第二坡口；通过定位焊接和对称焊接连接所述第一部件和所述第二部件。
优选地，所述第一坡口与所述第二坡口形成“V”形坡口。
优选地，所述定位焊接按照先所述“V”形坡口的边缘后所述“V”形坡口的底部的顺序进行。
优选地，制作内衬加强板具体包括：选取“V”形结构的所述内衬加强板；在所述内衬加强板上端面的两侧分别加工出相向倾斜的第一斜面和第二斜面；裁剪所述内衬加强板上端面，使其低于所述扭力梁上端面设定距离。
优选地，所述第一斜面和所述第二斜面与所述内衬加强板长度方向的夹角均为45°。
优选地，将所述内衬加强板与所述第一部件和所述第二部件焊接具体包括：将所述内衬加强板放置在所述第一部件和所述第二部件上；调整所述内衬加强板，使其底部与所述第一部件和所述第二部件之间存在间隙；通过定位焊接将所述内衬加强板初步定位在所述第一部件和所述第二部件上；通过对称焊接将所述内衬加强板与所述第一部件和所述第二部件连接。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法，包括以下步骤：选取待加工的扭力梁，将所述扭力梁分割出第一部件和第二部件，对接焊接所述第一部件和所述第二部件，制作内衬加强板，将所述内衬加强板与所述第一部件和所述第二部件焊接，通过该工艺方法，可以将焊接应力平均分布在内衬加强板上，与现有技术相比，本发明可以有效解决由于焊接区域应力集中导致的零部件开裂和断裂的问题，提升零部件的改制强度。
附图说明
图1是本发明实施例的汽车扭力梁缩短改制工艺方法的流程图；
图2是本发明实施例的扭力梁的主视图；
图3是本发明实施例的扭力梁的侧视图；
图4是本发明实施例的分割扭力梁的结构示意图；
图5是本发明实施例的焊接第一部件和第二部件的示意图；
图6是本发明实施例的定位焊接第一部件和第二部件的顺序示意图；
图7是本发明实施例的内衬加强板的结构示意图；
图8是本发明实施例的扭力梁和内衬加强板的侧视图；
图9是本发明实施例的扭力梁和内衬加强板的轴测图；
图10是本发明实施例的定位焊接扭力梁和内衬加强板的顺序示意图。
附图标记说明：
1-扭力梁，2-第一部件，3-第二部件，4-内衬加强板，5-纵向中心线，6-第一切割线，7-第二切割线，8-第一斜面，9-第二斜面。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的实施例提供一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法，包括以下步骤：选取待加工的扭力梁1；将所述扭力梁1分割出第一部件2和第二部件3；对接焊接所述第一部件2和所述第二部件3；制作内衬加强板4；将所述内衬加强板4与所述第一部件2和所述第二部件3焊接。
本发明提供的汽车扭力梁缩短改制工艺方法，可以将焊接应力平均分布在内衬加强板4上，与现有技术相比，本发明可以有效解决由于焊接区域应力集中导致的零部件开裂和断裂的问题，提升零部件的改制强度
进一步地，如图2和图3所示，选取待加工的扭力梁1具体为：选取横截面为“V”形的待加工的所述扭力梁1。
优选地，将所述扭力梁1分割出第一部件2和第二部件3具体包括：标出所述扭力梁1的纵向中心线5；以所述纵向中心线5为基准，沿所述扭力梁1的长度方向，在所述纵向中心线5的两侧标出第一切割线6和第二切割线7；沿所述第一切割线6和所述第二切割线7切割所述扭力梁1。
如图4所示，所述第一切割线6和所述第二切割线7优选与所述纵向中心线5的距离相等，且所述第一切割线6和所述第二切割线7均与所述纵向中心线5平行。
此外，如图5所示，对接焊接所述第一部件2和所述第二部件3具体包括：在所述第一部件2的断面上加工出第一坡口，在所述第二部件3的断面上加工出第二坡口；组对所述第一坡口和所述第二坡口；通过定位焊接和对称焊接连接所述第一部件2和所述第二部件3。
为了方便第一坡口和第二坡口的加工，所述第一坡口与所述第二坡口优选形成“V”形坡口。
具体地，所述定位焊接按照先所述“V”形坡口的两个边缘后所述“V”形坡口的底部的顺序进行焊接。如图6所示，定位焊接的焊缝数量为3段，每段焊缝的长度为8mm，依次按照A1→A2→A3的顺序进行焊接。定位焊接采用C02气体保护焊，焊接材料采用H08Mn2Si，焊丝的规格为
Figure BDA0001728290920000051
焊丝干伸长度为6mm～12mm。定位焊接的极性采用直流反接，电压大小范围为20V～21V，焊接电流大小范围为90A～115A，气体流量范围为8L/min～10L/min，焊接速度为25m/h，熔滴过渡形式为短路过渡，焊缝余高为0mm，焊接完成后进行缓慢冷却。
进一步地，通过对称焊接连接所述第一部件2和所述第二部件3为：焊接采用对称焊接方式，首先从定位焊接的A1处起弧进行焊接，焊缝长度为20mm，其次再从定位焊接A2处起弧进行焊接，焊缝长度为20mm，反复交替焊接，直至焊接完成。对称焊接也采用C02气体保护焊，焊接材料采用H08Mn2Si，焊丝的规格为
Figure BDA0001728290920000061
焊丝干伸长度为6mm～12mm。对称焊接的极性采用直流反接，电压大小范围为20V～21V，焊接电流大小范围为90A～115A，气体流量范围为8L/min～10L/min，焊接速度为25m/h，熔滴过渡形式为短路过渡，焊缝余高为0mm，焊接完成后进行缓慢冷却。
更为具体地，制作内衬加强板4具体包括：如图7所示，选取“V”形结构的所述内衬加强板4；在所述内衬加强板4上端面的两侧分别加工相向倾斜的第一斜面8和第二斜面9；裁剪所述内衬加强板4的上端面，使其低于所述扭力梁1的上端面设定距离。所述设定距离优选为8mm。将内衬加强板4上端面设置为低于扭力梁1的上端面，可以解决焊接时扭力梁1容易产生缺口的问题，增强改制后的扭力梁1的抗扭强度。
其中，所述第一斜面8和所述第二斜面9与所述内衬加强板4长度方向的夹角均优选为45°。此种结构较为简单，而且将焊接应力平均分布在45°斜面上，根据焊接应力的特性，大部分的焊接应力分布在该方向上，因而45°的第一斜面8和第二斜面9可以非常有效地释放焊接应力，避免焊接应力的集中，降低扭力梁1断裂的风险。
如图8和图9所示，将所述内衬加强板4与所述第一部件2和所述第二部件3焊接具体包括：将所述内衬加强板4放置在所述第一部件2和所述第二部件3的焊缝中间位置；调整所述内衬加强板4，使其底部与所述第一部件2和所述第二部件3之间存在间隙；通过定位焊接将所述内衬加强板4初步定位在所述第一部件2和所述第二部件3上；通过对称焊接将所述内衬加强板4与所述第一部件2和所述第二部件3连接。将内衬加强板4的底部与第一部件2和第二部件3之间预留出一定空间，可以避免扭曲异响，同时消除应力集中，防止扭力梁1变形。其中，内衬加强板4优选设置在第一部件2和第二部件3的焊缝中间位置的上方，以保证内衬加强板4与第一部件2和第二部件3的连接面积相等，使第一部件2和第二部件3的受力平衡。
所述第一部件2和所述第二部件3的定位焊接按照对角线交叉的顺序进行。请参照图10，具体为：该定位焊接分别按照B1→B2→B3→B4→C1→C2→C3→C4→D1→D2→D3→D4的顺序进行焊接，采用C02气体保护焊，焊接材料采用H08Mn2Si，焊丝的规格为
Figure BDA0001728290920000071
焊丝干伸长度6mm～12mm。定位焊接的极性采用直流反接，电压大小范围为20V～21V，焊接电流大小范围为90A～115A，气体流量范围为8L/min～10L/min，焊接速度为25m/h，熔滴过渡形式为短路过渡，焊缝余高0mm，焊接完成后进行缓慢冷却。焊缝数量为12段，每段焊缝长度为5mm。
通过对称焊接将所述内衬加强板4与所述第一部件2和所述第二部件3连接，具体为：焊接采用对称焊接方式，首先从定位焊接C1处起弧向定位焊接B1处进行焊接，焊缝长度为10mm；其次再从定位焊接C2处起弧向定位焊接B2处进行焊接，焊缝长度为10mm；接着从定位焊接C3处向定位焊接B4处进行焊接，焊缝长度10mm；第四步从定位焊接C4处向定位焊接B3处进行焊接，焊缝长度10mm；第五步从定位焊接D1处向定位焊接D3处进行焊接，焊缝长度10mm；最后从定位焊接D2向定位焊接D4处进行焊接，焊缝长度10mm，如此反复交替焊接，直至焊接完成。采用C02气体保护焊，焊接材料采用H08Mn2Si，焊丝干伸长度6mm～12mm，焊丝的规格为
Figure BDA0001728290920000072
对称焊接的极性采用直流反接，电压大小范围为20V～21V，焊接电流大小范围为90A～115A，气体流量范围为8L/min～10L/min，焊接速度为25m/h，熔滴过渡形式为短路过渡，焊缝余高0mm，焊接完成后进行缓慢冷却。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种汽车扭力梁缩短改制工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
选取待加工的扭力梁(1)；
将所述扭力梁(1)分割出第一部件(2)和第二部件(3)，具体分割方法为：
标出所述扭力梁(1)的纵向中心线(5)；
以所述纵向中心线(5)为基准，沿所述扭力梁(1)的长度方向，在所述纵向中心线(5)的两侧标出第一切割线(6)和第二切割线(7)，所述第一切割线(6)和所述第二切割线(7)与所述纵向中心线(5)的距离相等，所述第一切割线(6)和所述第二切割线(7)均与所述纵向中心线(5)平行；
沿所述第一切割线(6)和所述第二切割线(7)切割所述扭力梁(1)并获得所述第一部件(2)和所述第二部件(3)；
对接焊接所述第一部件(2)和所述第二部件(3)；
制作内衬加强板(4)，具体包括：
选取“V”形结构的所述内衬加强板(4)；
在所述内衬加强板(4)上端面的两侧分别加工出相向倾斜的第一斜面(8)和第二斜面(9)；
裁剪所述内衬加强板(4)上端面，使其低于所述扭力梁(1)上端面设定距离；
将所述内衬加强板(4)与所述第一部件(2)和所述第二部件(3)焊接，具体包括：
将所述内衬加强板(4)放置在所述第一部件(2)和所述第二部件(3)上；
调整所述内衬加强板(4)，使其底部与所述第一部件(2)和所述第二部件(3)之间存在间隙；
通过定位焊接将所述内衬加强板(4)初步定位在所述第一部件(2)和所述第二部件(3)上；
通过对称焊接将所述内衬加强板(4)与所述第一部件(2)和所述第二部件(3)连接。
2.根据权利要求1所述的汽车扭力梁缩短改制工艺方法，其特征在于，选取待加工的扭力梁(1)具体为：
选取横截面为“V”形的待加工的所述扭力梁(1)。
3.根据权利要求1所述的汽车扭力梁缩短改制工艺方法，其特征在于，对接焊接所述第一部件(2)和所述第二部件(3)具体包括：
在所述第一部件(2)的断面上加工出第一坡口，在所述第二部件(3)的断面上加工出第二坡口；
组对所述第一坡口和所述第二坡口；
通过定位焊接和对称焊接连接所述第一部件(2)和所述第二部件(3)。
4.根据权利要求3所述的汽车扭力梁缩短改制工艺方法，其特征在于，所述第一坡口与所述第二坡口形成“V”形坡口。
5.根据权利要求4所述的汽车扭力梁缩短改制工艺方法，其特征在于，所述定位焊接按照先所述“V”形坡口的边缘后所述“V”形坡口的底部的顺序进行。
6.根据权利要求1所述的汽车扭力梁缩短改制工艺方法，其特征在于，所述第一斜面(8)和所述第二斜面(9)与所述内衬加强板(4)长度方向的夹角均为45°。
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