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摘要：本文介绍客车车身骨架产生变形的主要原因及其相应的控制方法。在零件制作和组装方面对客车车身焊接变形原因进行深入分析，并从设计、工艺、工装等三个方面提出所采取的控制措施。
关键词：车身骨架；变形；焊接；控制
客车车身骨架制作变形是许多客车生产厂家所面临的一个问题，它是提高客车车身质量和焊接装配生产效率的主要瓶颈之一。我公司车身骨架焊接一般采用CO2气体保护焊，车身骨架焊接变形过大会直接导致客车车身工艺校正量加大，而且校正会造成车身骨架局部凹凸不平，直接影响车身骨架强度。甚至导致车身骨架不得不进行返工、返修，大大降低了生产效率。因此，在车身制作过程中必须保证一定的尺寸和形状精度要求。以提高车身骨架焊接质量。
1.提高车身骨架零部件的制作精度
零部件的制造精度是车身焊接质量的基础，车身骨架大部分由矩形钢管组成，矩型管的选材和下料应当满足精度要求，断面不能有超差现象。在胎具上的定位面是经过调整检验后达到定位要求的，如果断面超差会影响定位精度，其超差部分会在定位的另一面显示出来，组焊后的骨架表面会产生凹凸不平的现象。
矩形钢管零部件的制作首先从切割开始。切割时需保证两个方面的精度，一个是尺寸精度，一个是切割面与骨架轴线的垂直度。如果切割精度超差，零件相连部位会无法装配，间隙过小强行装配会导致过紧部位因挤压过大产生变形，间隙过大部位可能因焊接时金属深化区加大，冷却后收缩，产生超量的变形。许多企业采用切割砂轮进行矩形钢管下料，精度一般不易保证，因为锯片在高速旋转时会抖动，而且抖动量因砂轮磨损量不同而变化，导致切割时切口宽度不一致，无法满足高质量加工要求。我公司采用数控锯片切割进行矩形钢管下料，其锯片刚度大，刃口锋利，重复性好，没有抖动现象，可以保证加工尺寸精度要求。
2.提高车身骨架总成制作精度
车身骨架结构复杂，焊接节点多，焊缝形式和焊接位置变化多样，骨架焊接后，既要保证焊接强度，又要使骨架的焊接变形控制在公差范围内。因此，车身骨架总成精度的控制还需合理的装配工艺方法来保证。我们可以采取以下预防控制措施。
（1）反变形法。这是生产中常用的方法。即事先估计焊接变形的大小和方向，然后在装配前给予一相反方向的变形使之能消减焊接变形。如当侧围骨架腰梁直线度变形量过大时，需对骨架总成组焊胎具重新进行调整，按照统计、分析出来的数据，有意识将变形部位反向调整，同时在重点焊接部位约60mm处安装卡具，以此减少变形。
（2）对定位焊进行统一要求。当焊接车身骨架时首先将矩形钢管基准件进行定位焊，对接面高度平齐，再在型材接头两个拐角处进行点固焊，然后实施满焊焊接。当焊接蒙皮等钣金冲压件时，在焊缝两侧用夹具加紧固定，可防止波浪变形。夹具固定的位置应尽量接近焊缝，为使夹紧压力达到均匀效果，可在夹具下用带状压条加压夹具。
（3）焊接顺序调整。骨架组焊焊接时，为使焊接变形减到最小，要确定好合理的焊接顺序。对连续的长焊缝先进行点焊点固，然后采用分段退焊或跳焊，并要求两名焊工同时从中间向两边或四周对称焊接，对收缩量较大的焊缝先焊，可先焊短焊缝，再焊长焊缝，先焊内侧焊缝，再焊外侧焊缝，先焊对接焊缝，再焊角焊缝和环焊缝。
（4）变形校正。变形校正的方法有下列两种：一种是机械法——利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消。车身侧围立柱和前后围顶横梁常用机械法进行校正。二是火焰加热法——利用火焰局部加热时产生的压缩塑性变形，使较长的型钢在冷却后收缩，以此达到变形校正的目的。此法常用于车身侧围腰梁的校正。
（5）加焊工艺支撑梁。对于一些未形成封闭体的关键部位或者容易因运输时造成变形之处（如前、中乘客门骨架框，前挡止口框等）在未从胎具中取出时须加焊工艺支撑梁，以限制变形量，工艺梁的应采用点焊或螺栓固定，方便拆卸，待车身焊接结束后再去除。
（6）起吊方式的改变。组焊后的骨架从胎具中取出时，由原中间部位两点受力改变为均布的4～5个点均匀受力。同时， 改进吊具，变硬吊具为软吊具，可以有效的减少起吊时的变形。
（7）减少人为因素的影响。随着生产的发展，各客车生产厂家的自动化程度都在不断提高，但仍然有许多地方需要依赖操作者的操作水平和责任心。在平时的生产中除了要强化管理，提高操作者的质量意识以外，还应加强操作者的作业技能培训。
3.工装及其他措施
（1）组焊胎具结构的合理布置。在设计组焊胎具时，首先应考虑构件的结构和变形特点，使胎具的布置有利于减少焊接变形。如顶棚胎具可设计为阳弧置放，以利于减轻顶棚骨架整体内凹变形。其次应考虑便于施焊，尽量避免和减少立焊和仰焊位置，多布置平焊位置，或通过翻转机构使焊缝处于合理施焊位置，以利于控制焊接变形。如一般的侧围胎具只能进行单面焊接，被焊件从胎具上取出再进行背面补焊，这样会产生一定的焊接变形。为了使骨架的焊接在胎具上一次完成，可采用立式胎具（如下图），并将胎体结构与焊缝错开，留出焊接空间，便于在胎具上施焊，使之一次完成焊接，从而保证骨架总成制作质量。
左右侧立式胎具
（2）夹具可靠。选用合适的夹具类型，经过变形分析，合理布置夹具，能有效限制焊接变形。夹具的作用是对各被焊工件进行定位并夹紧，其不互相干涉。因此，在设置定位元件时，要充分利用工件装配的相互依赖关系作为自然的定位支承。
（3）定位精确。胎具设计力求一次定位，一次焊接成型。胎具定位的精确度直接影响焊接件的精度和互换性。而焊接件精度不高、互换性差就容易导致焊接变形。因此要求胎具定位可靠，具有一定的刚度和耐磨性。
4.结束语
综上所述，客车车身的制作变形在车身焊接的每一道工序都存在，其变形形式多样，原因也较为复杂，但最根本的变形是焊缝的横向和纵向收缩变形。所以只要进行深入的分析和研究，就能从设计、工艺、工装等各个环节中找出加以控制的措施，将焊接变形控制在最低限度，从而使客车车身制造质量上一个新台阶。
关键词：车身骨架；变形；焊接；控制
客车车身骨架制作变形是许多客车生产厂家所面临的一个问题，它是提高客车车身质量和焊接装配生产效率的主要瓶颈之一。我公司车身骨架焊接一般采用CO2气体保护焊，车身骨架焊接变形过大会直接导致客车车身工艺校正量加大，而且校正会造成车身骨架局部凹凸不平，直接影响车身骨架强度。甚至导致车身骨架不得不进行返工、返修，大大降低了生产效率。因此，在车身制作过程中必须保证一定的尺寸和形状精度要求。以提高车身骨架焊接质量。
1.提高车身骨架零部件的制作精度
零部件的制造精度是车身焊接质量的基础，车身骨架大部分由矩形钢管组成，矩型管的选材和下料应当满足精度要求，断面不能有超差现象。在胎具上的定位面是经过调整检验后达到定位要求的，如果断面超差会影响定位精度，其超差部分会在定位的另一面显示出来，组焊后的骨架表面会产生凹凸不平的现象。
矩形钢管零部件的制作首先从切割开始。切割时需保证两个方面的精度，一个是尺寸精度，一个是切割面与骨架轴线的垂直度。如果切割精度超差，零件相连部位会无法装配，间隙过小强行装配会导致过紧部位因挤压过大产生变形，间隙过大部位可能因焊接时金属深化区加大，冷却后收缩，产生超量的变形。许多企业采用切割砂轮进行矩形钢管下料，精度一般不易保证，因为锯片在高速旋转时会抖动，而且抖动量因砂轮磨损量不同而变化，导致切割时切口宽度不一致，无法满足高质量加工要求。我公司采用数控锯片切割进行矩形钢管下料，其锯片刚度大，刃口锋利，重复性好，没有抖动现象，可以保证加工尺寸精度要求。
2.提高车身骨架总成制作精度
车身骨架结构复杂，焊接节点多，焊缝形式和焊接位置变化多样，骨架焊接后，既要保证焊接强度，又要使骨架的焊接变形控制在公差范围内。因此，车身骨架总成精度的控制还需合理的装配工艺方法来保证。我们可以采取以下预防控制措施。
（1）反变形法。这是生产中常用的方法。即事先估计焊接变形的大小和方向，然后在装配前给予一相反方向的变形使之能消减焊接变形。如当侧围骨架腰梁直线度变形量过大时，需对骨架总成组焊胎具重新进行调整，按照统计、分析出来的数据，有意识将变形部位反向调整，同时在重点焊接部位约60mm处安装卡具，以此减少变形。
（2）对定位焊进行统一要求。当焊接车身骨架时首先将矩形钢管基准件进行定位焊，对接面高度平齐，再在型材接头两个拐角处进行点固焊，然后实施满焊焊接。当焊接蒙皮等钣金冲压件时，在焊缝两侧用夹具加紧固定，可防止波浪变形。夹具固定的位置应尽量接近焊缝，为使夹紧压力达到均匀效果，可在夹具下用带状压条加压夹具。
（3）焊接顺序调整。骨架组焊焊接时，为使焊接变形减到最小，要确定好合理的焊接顺序。对连续的长焊缝先进行点焊点固，然后采用分段退焊或跳焊，并要求两名焊工同时从中间向两边或四周对称焊接，对收缩量较大的焊缝先焊，可先焊短焊缝，再焊长焊缝，先焊内侧焊缝，再焊外侧焊缝，先焊对接焊缝，再焊角焊缝和环焊缝。
（4）变形校正。变形校正的方法有下列两种：一种是机械法——利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消。车身侧围立柱和前后围顶横梁常用机械法进行校正。二是火焰加热法——利用火焰局部加热时产生的压缩塑性变形，使较长的型钢在冷却后收缩，以此达到变形校正的目的。此法常用于车身侧围腰梁的校正。
（5）加焊工艺支撑梁。对于一些未形成封闭体的关键部位或者容易因运输时造成变形之处（如前、中乘客门骨架框，前挡止口框等）在未从胎具中取出时须加焊工艺支撑梁，以限制变形量，工艺梁的应采用点焊或螺栓固定，方便拆卸，待车身焊接结束后再去除。
（6）起吊方式的改变。组焊后的骨架从胎具中取出时，由原中间部位两点受力改变为均布的4～5个点均匀受力。同时， 改进吊具，变硬吊具为软吊具，可以有效的减少起吊时的变形。
（7）减少人为因素的影响。随着生产的发展，各客车生产厂家的自动化程度都在不断提高，但仍然有许多地方需要依赖操作者的操作水平和责任心。在平时的生产中除了要强化管理，提高操作者的质量意识以外，还应加强操作者的作业技能培训。
3.工装及其他措施
（1）组焊胎具结构的合理布置。在设计组焊胎具时，首先应考虑构件的结构和变形特点，使胎具的布置有利于减少焊接变形。如顶棚胎具可设计为阳弧置放，以利于减轻顶棚骨架整体内凹变形。其次应考虑便于施焊，尽量避免和减少立焊和仰焊位置，多布置平焊位置，或通过翻转机构使焊缝处于合理施焊位置，以利于控制焊接变形。如一般的侧围胎具只能进行单面焊接，被焊件从胎具上取出再进行背面补焊，这样会产生一定的焊接变形。为了使骨架的焊接在胎具上一次完成，可采用立式胎具（如下图），并将胎体结构与焊缝错开，留出焊接空间，便于在胎具上施焊，使之一次完成焊接，从而保证骨架总成制作质量。
左右侧立式胎具
（2）夹具可靠。选用合适的夹具类型，经过变形分析，合理布置夹具，能有效限制焊接变形。夹具的作用是对各被焊工件进行定位并夹紧，其不互相干涉。因此，在设置定位元件时，要充分利用工件装配的相互依赖关系作为自然的定位支承。
（3）定位精确。胎具设计力求一次定位，一次焊接成型。胎具定位的精确度直接影响焊接件的精度和互换性。而焊接件精度不高、互换性差就容易导致焊接变形。因此要求胎具定位可靠，具有一定的刚度和耐磨性。
4.结束语
综上所述，客车车身的制作变形在车身焊接的每一道工序都存在，其变形形式多样，原因也较为复杂，但最根本的变形是焊缝的横向和纵向收缩变形。所以只要进行深入的分析和研究，就能从设计、工艺、工装等各个环节中找出加以控制的措施，将焊接变形控制在最低限度，从而使客车车身制造质量上一个新台阶。