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[摘 要]主要对汽车底盘焊缝优化设计问题进行讨论。总结了我国汽车工业的发展现状以及面临的困境，并介绍了进行优化设计的方法思路，在此基础上进行了焊缝的优化分析，认为本次优化设计比较科学合理。
[关键词]汽车 底盘 焊接
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0018-01
汽车底盘是汽车上重要的部件，是焊接构件，采用机器人焊接和电阻点焊进行，后桥是连接并支撑后车轮的装置，而副车架不是完整的车架，支撑前后车桥、悬挂支架，能够阻隔振动噪声，底盘的性能直接影响车辆性能，对其进行焊缝设计优化很有必要。
一、汽车底盘
我国经济的发展极大的促进了汽车工业的发展，人们对汽车性能的要求越来越高，包括安全性、稳定性、新材料和新工艺等。我国目前已经逐渐成为了国际汽车制造中心，即便这样，仅仅证明我国逐渐成为了汽车制造大国，但是还不是汽车制造强国，因为我国的汽车企业没能够形成各自的核心技术，出现了引进、落后、再引进的恶性循环状态，使我国成为了国外汽车代加工基地，这不是我国汽车行业发展的目标。
本文对汽车底盘的焊缝设计进行了研究，希望能够对提高我国汽车底盘制造技术提高起到启发作用。
二、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.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。
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。
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。
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。
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。
三、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顺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。
1.悬臂架焊接优化
（一）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，
（二）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。
2.汽车底盘焊缝设计
（一）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：。
（二）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：
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。
结束语：
本文研究了焊接热过程和热场分布，获得了焊缝方向和垂直焊缝方向测试点的焊接热过程曲线，并采用小孔法进行悬臂架和衬套管的焊接残余应力计算。在此基础上，对汽车底盘关键焊缝进行了热分析，总结了材料的热物理性能。焊缝和近缝区纵向残余应力主要以拉应力的形式存在，横向残余应力分布在焊缝区和两端以拉应力形式存在，中间则为压应力。
本次优化对后桥变形量最大的工位进行了调整，改变了焊接顺序，增加了高温下工件拘束度，减小了变形量。同时优化了副车架的焊缝，通过实验证明这些优化是合理的，科学的，并且有效的减少了底盘焊接过程中产生的变形量。
参考文献
[1] 江宏，薛友领，王田田，等.乘用车副车架的应用及发展[J].现代零部件，2011，（6）：38-41.
[2] 华从波，吕召全，杨敏，等.半承载式大客车车身有限元建模及强度分析[J].汽车科技2012，（6）：14-17.
[关键词]汽车 底盘 焊接
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0018-01
汽车底盘是汽车上重要的部件，是焊接构件，采用机器人焊接和电阻点焊进行，后桥是连接并支撑后车轮的装置，而副车架不是完整的车架，支撑前后车桥、悬挂支架，能够阻隔振动噪声，底盘的性能直接影响车辆性能，对其进行焊缝设计优化很有必要。
一、汽车底盘
我国经济的发展极大的促进了汽车工业的发展，人们对汽车性能的要求越来越高，包括安全性、稳定性、新材料和新工艺等。我国目前已经逐渐成为了国际汽车制造中心，即便这样，仅仅证明我国逐渐成为了汽车制造大国，但是还不是汽车制造强国，因为我国的汽车企业没能够形成各自的核心技术，出现了引进、落后、再引进的恶性循环状态，使我国成为了国外汽车代加工基地，这不是我国汽车行业发展的目标。
本文对汽车底盘的焊缝设计进行了研究，希望能够对提高我国汽车底盘制造技术提高起到启发作用。
二、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.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。
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。
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。
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。
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。
三、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顺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。
1.悬臂架焊接优化
（一）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，
（二）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。
2.汽车底盘焊缝设计
（一）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：。
（二）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：
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。
结束语：
本文研究了焊接热过程和热场分布，获得了焊缝方向和垂直焊缝方向测试点的焊接热过程曲线，并采用小孔法进行悬臂架和衬套管的焊接残余应力计算。在此基础上，对汽车底盘关键焊缝进行了热分析，总结了材料的热物理性能。焊缝和近缝区纵向残余应力主要以拉应力的形式存在，横向残余应力分布在焊缝区和两端以拉应力形式存在，中间则为压应力。
本次优化对后桥变形量最大的工位进行了调整，改变了焊接顺序，增加了高温下工件拘束度，减小了变形量。同时优化了副车架的焊缝，通过实验证明这些优化是合理的，科学的，并且有效的减少了底盘焊接过程中产生的变形量。
参考文献
[1] 江宏，薛友领，王田田，等.乘用车副车架的应用及发展[J].现代零部件，2011，（6）：38-41.
[2] 华从波，吕召全，杨敏，等.半承载式大客车车身有限元建模及强度分析[J].汽车科技2012，（6）：14-17.