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摘要：YSH8B装填机架是后装压缩式垃圾车的填料机构，在拼点焊接过程中，容易产生变形。本文通过调整焊接顺序、优化焊接工艺参数、刚性固定、使用简易焊接工装等方法，有效控制了装填机架侧板的焊接变形，提高了生产效率，保证产品质量。
关键词：装填机架 焊接变形 焊接工艺参数
1.引言
装填机架是后装压缩式垃圾车的一个非常关键的机构，内部装有滑板和刮板，是连接垃圾车箱体和垃圾桶的机构，同时也是实现压缩垃圾功能的机构。装填机架结构复杂，尺寸精度要求高，但是由于装配焊接的零件多，导致其焊缝较多，从而引起热输入较大而产生焊接变形。严重影响本道的二次拼点工序工作正常进行，以及下道工序装配时后门间隙大、内部丝轴无法安装等问题。返工整修需要浪费1～２个工时，且耗费人力物力，影响生产进度。因此，解决装填机架侧板外张变形问题急需解决。
2.问题描述
2.1 装填机架的结构形式
YSH8B装填机架是由左右两个侧板、遮挡板和料斗组成。
YSH8B装填机架侧板骨架主要由底板、导轨、上侧板组成，如图2。底板材料是4.5/NAW490，导轨材料是ZG35CrMnS,上侧板材料是2/NAW490，使用焊丝是WH50-6，保护气体是80%CO2+20%Ar的混合气，主焊缝包括两条长度为1464mm、905mm的角接焊缝和一条长1410mm对接焊缝，双面焊接。
遮挡板和料斗是成品结构件，左右两个侧板需要现场拼点后再和遮挡板、料斗在装填机架工装上拼点成装填机架，然后在工装上完成头遍焊接，由于工装存在位置限制，所以装填机架内侧无法焊接，导致焊接结束后两侧板外张变形严重，两侧板之间开档尺寸要求是1680±2mm,但是焊接后实际尺寸能达到1696mm～1700mm，如图3。
装填机架在工装上拼点结束后不能立刻从工装上卸下来，因为结构件都很大，拼点过程也都是点焊，强度不足以起吊整个装填机架，而且在起吊和落地过程中容易磕碰，很容易产生变形，甚至损坏工件，所以要在工装上先焊接尽可能多的焊缝，来保证整个装填机架的强度，然后再从工装上卸下来后焊接内部以及其他在工装上位置不可达的焊缝，因此，图4中①②③焊缝的外侧焊缝都是工装上完成焊接。
3 产生变形的原因分析
3.1工件周转过程变形
下侧板是厚度为4.5mm的低碳钢板，是在外协厂通过等离子切割完成的下料，由于物料放置位置不合理，在铆工拼点前已经产生一定的弯曲变形，所以在工装上拼点时需要用工装夹具等外力等来保证平面度要求，所以在拼点以后结构本身存在一定的应力，所以在焊接时容易产生变形。
3.2焊接顺序不合理
在装填机架焊接工艺指导书上没有明确规定焊接顺序，这就使焊工在焊接时具有随意性，而焊接顺序的正确与否对焊接变形有较大的影响。焊接顺序合理，焊接变形可以通过自由收缩，互相抵消；焊接顺序不合理，焊接变形将互相叠加。错误的焊接顺序导致局部受热产生应力分布不均匀，而分布不均匀的应力外在表现形式就是焊接变形。焊接顺序不当很容易产生大的焊接变形。装填机架在头便焊接时，为方便焊接和保证装填机架强度一般都会首先焊接装填机架暴露在外侧的焊缝，所以图4中①②③焊缝都是在装填机架工装上就完成焊接的焊缝，由于焊缝变形方向一致所以变形量大。
3.3选用焊接工艺参数不合理
焊接变形随着焊接线能量增大而增大，随焊接速度的增快而减小。同时，在一般情况下，线能量越大，加热的高温区范围越大，冷却速度越慢，焊接变形也会随之增大。装填机架在焊接时，工人为加快生产进度赶工作进度快生产，一般都选用工艺指导书上限电流焊接（见表1），这样就会增加焊缝热输入，增大线能量，使得变形量更大。
表1装填机架焊接工艺参数表
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参数 焊缝 |
电流（A） | 电压(V) | 焊接速度（cm/min） | 气体流量 （L/min） |
图纸要求焊缝尺寸 （mm） |
| ① | 230~250 | 22~26 | 30~60 | 15~20 | 外侧5mm内侧5mm |
| ② | 230~250 | 22~26 | 30~60 | 15~20 | 外侧5mm内侧5mm |
| ③ | 150~180 | 18~20 | 40~70 | 15~20 | 外侧2.5mm内侧2mm |
4焊接变形控制措施
4.1 合理放置物料
工件在生产现场摆放时要放在专用的料架上，防止由于自重产生弯曲变形，禁止在工件上堆积其他工件，防止外力使其产生变形。
4.2采取合理的刚性固定法
刚性固定就是用装配夹具或临时性支撑，将焊接件的相互位置固定，用以防止焊后变形的方法。装填机架在焊接时使用图4中的螺旋压紧装置，左右各一个，在焊接前先用压紧装置将左右两侧板压紧，使工件在焊接时不能自由收缩，焊完后待其温度冷却至室温再松开螺旋压紧器，保证焊后尺寸不超差,这增加了构件的拘束度。
4.3选择合理的焊接顺序
虽然装填机架的焊缝较多，但是除了①②③三条长焊缝外，其他焊缝都是断续焊，每段焊缝长５０～１００ｍｍ。为保证装填机架整体的结构强度，考虑将焊接变形量降到最小，要先焊接图4中焊缝①，焊缝①是整个装填机架焊缝最大的焊缝，分3段焊接，然后再焊接侧板上外侧其他位置的断续焊缝，因为其他焊缝都是短焊缝，由于是薄板件板材自身拘束度小，焊接其它短焊缝同样可以增加装填机架侧板的拘束度。而焊缝②③采用加点的方法保证强度，然后从工装上卸下来，配合4.5用简易工装固定的方法，再焊接①②③焊缝未焊的焊缝，①③焊缝分3段焊接，②焊缝分2段焊接，内外交错施焊。
4.4选用合理的工艺参数
选用合理的焊接工艺参数是保证焊缝质量的关键。在满足工艺规程的情况下，提高焊接速度，采用小电流，小电压，可以减少焊接热输入，减小焊接过程中的焊接应力，焊接过程中也可以通过适当的停留来控制层间温度，通过研究，不断地焊接试验：在同等环境下，选用不同的焊接工艺参数，构件变形量不同；所以选择正确的焊接工艺参数，可以有效地减小焊接变形。通过多次试验得出适宜的焊接工艺参数如表2
表2 实验得出焊接参数
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焊缝 参数 |
电 流 （A） | 电压(V) | 焊接速度（cm/min） | 气体流量（L/min） |
变形量 （mm） |
| ① | 235~245 | 23~24 | 45~60 | 15~20 | 0.5~1 |
| ② | 230~240 | 22~23 | 45~60 | 15~20 | 0.5~1 |
| ③ | 155~178 | 18~20 | 40~50 | 15~20 | 0~0.5 |
结构件在焊接时，工件之间由于焊接应力很难保证位置固定不变，图6为使用简易工装控制变形，装填机架从工装上卸下来后焊接图4中①②③焊缝时用简易工装固定左右两侧板，限制其空间位置，防止产生变形，等焊缝冷却拆下简易工装。
5结论
通过合理放置物料，改变焊接顺序，调整焊接工艺参数，刚性固定,简易工装控制的方法，达到控制变形的目的，节约工时，减少返修，提高效率，保证产品质量。
参考文献
[1]王长忠.焊工工艺及技能训练［M］.中国劳动社会保障出版社.2001.
[2]张梦欣.焊工:初级技能 中级技能 高级技能.北京:中国劳动社会保障出版社,2002.
[3]YSH8B后装式垃圾压缩车焊接工艺规范。