环卫车辆薄板件焊接变形的防控路径思考

陈驹祥

摘 要：伴随着城市化进程的快速发展，为满足城市环保的需求，垃圾转运车、扫地车、垃圾压缩车等环卫车辆逐渐增多，并呈现出增加趋势。环卫车辆其结构件多应用薄板零件通过焊接方式构成，在焊接作业过程中，很容易出现焊接变形问题，对环卫车辆生产质量带来严重影响。为切实防控环卫车辆薄板件焊接变形问题，从环卫车辆设计措施与工艺措施两个视角，提出防控路径，以切实保障环卫车辆生产及应用质量。

关键词：环卫车辆 薄板件 焊接变形 防控

Reflections on the Prevention and Control Paths of Welding Deformation of Thin Plate Parts of Sanitation Vehicles

Chen Juxiang

Abstract：With the rapid development of urbanization， to meet the needs of urban environmental protection， sanitation vehicles such as garbage transfer vehicles， sweepers， and garbage compression trucks have gradually increased and are showing an increasing trend. The structural parts of sanitation vehicles are mostly made of thin plate parts by welding. During the welding operation， welding deformation problems are prone to occur， which has a serious impact on the production quality of sanitation vehicles. To effectively prevent and control the welding deformation of the thin plate parts of environmental sanitation vehicles， the prevention and control path is proposed from the two perspectives of environmental sanitation vehicle design measures and process measures to effectively ensure the quality of environmental sanitation vehicle production and application.

Key words：sanitation vehicles， thin plate parts， welding deformation， prevention and control

1 环卫车辆薄板结构、焊缝及变形形式认知

典型的环卫车辆，其结构如下图所示：

环卫车辆其结构件，如箱体或薄板拼接件，多是应用厚度在3-6mm之间的薄板零件通过焊接工艺而形成。大面积薄板件焊接焊缝形式主要表现为搭接与对接两种方式，在进行焊接作业中，多会带来一定的薄板件焊接变形问题。依据变形范围可以将其划分为整体变形与局部变形两种，薄板结构件焊接变形中的整体变形，主要表现为纵向收缩、横向收缩、扭曲变形等，指的是整个构件在性状上火尺寸上发生较为显著的变形;薄板结构件焊接变形中的局部变形，指的是结构件局域位置出现变形，较为典型的如波浪变形或角变形。为切实保障环卫车辆生产质量，从设计及工艺两个视角提出薄板件焊接变形防控路径。

2 环卫车辆薄板件焊接变形的防控路径思考

2.1 基于设计视角的环卫车辆薄板件焊接变形的防控

为切实防止环卫车辆薄板件出现焊接变形问题，需要从焊接结构设计阶段采取措施，切实控制焊接参数，设计视角下的薄板件焊变形防控路径主要表现在以下几个方面：

第一，确保焊缝尺寸、焊缝形式与位置分布的合理性。焊缝尺寸参数的设计，直接关系着薄板件焊接工作量与焊接变形量的实际值。如设计选择焊缝尺寸过大，则会增加一定焊接工作量，并带来较大的焊接变形问题。基于此，在确保环卫车辆薄板件结构承载能力的前提下，需要选择应用较小的焊缝尺寸，如选择将板厚控制在小于6mm的板角焊缝3mm的焊脚则较为适宜。在焊作业中应尽量采取断焊，断焊时，需要确保焊接长度应不小于20mm，尽量选择应用较大间隔。在环卫车辆焊接结构设计过程中，焊缝应尽量与截面中性轴保持对称，或让焊缝与中心轴保持较小间距。

第二，确保加强筋及折弯应用科学。在进行环卫车辆焊接结构筋板数量、形状及位置分布设计时，应将筋板焊到性及加强效果进行充分考虑，针对施焊操作不方便的加强筋应降低应用量。在薄板件筋板设计时应尽量采取折弯件，不应采取T形接头方式，将角焊缝形式改变为搭接焊缝形式，避免出现焊接结构脊背变形问题，且采取这种方式其变形问题纠正实现难度较低。进行大面积薄板结构设计，應尽量设计出一定板上压制凸凹筋或圆弧，从而避免纯平面设结构设计中因刚度不足所引起的变形问题。如在设计中后装压缩车箱体侧板及顶板采取大圆弧结构，则可以有效提高结构整体刚性，并在一定程度上降低焊接变形问题。大面积薄板在设计中，应避免采取措施进行较多小孔或大孔开设，如薄板结构刚性较低，则应在设计中采取固定罩板或刚性骨架进行支撑。在设计中，平板局部位置应设置一定的折弯，从而在一定程度上提高结构的稳定性与刚性，降低焊接作业量与焊接变形量。折弯角度在设计时，应确保其角度低于90°，从而提高加强效果。如应用压形瓦愣板进行丁字形筋板及平板焊接结构代替，则可以在很大程度上降低焊接量，并省略了一定的焊接后变形矫正工作。环卫车辆门前结构应采取U形边，尽量避免采取L形边，从而降低小门边波浪变形问题，并提高环卫车辆结构刚性。

第三，确保焊缝位置设计的合理性。环卫车辆结构设计过程中，应尽量确保焊缝与截面中心轴保持对称，或让焊缝与中心轴位置间距较小。确保焊缝与截面中心轴保持对称，可以让焊缝所引起的翘曲变形问题相互抵消，让焊缝与中心轴位置间距较小，则可以有效降低焊缝所引起的翘曲变形问题。

2.2 基于工艺视角的环卫车辆薄板件焊接变形的防控

从工艺视角出发，进行环卫车辆薄板件焊接变形问题方可，其需要从以下方面入手：

第一，进行下料控制。在下料方式上，应尽量避免应用火焰切割方式，多要求采取等离子或其他方式进行切割，在确保切割质量的同时，应尽量提高薄板件切割速度。完成薄板件切割作业后，在成形前需要采取措施进行矫平作业，进行薄板件内应力释放，从而避免在薄板件后续加工中产生较大的应力积累，受应力因素影响产生一定的变形问题。压形操作过程中，需要依据实际需要，科学选择与调整折弯模具，避免因为折弯模具应用不当所带来的波浪变形等问题。

第二，对接及焊接控制。在焊接方式上，应选择热输入较低的焊接方法，切实有效避免出现焊接变形问题。焊脚设计为3mm时，焊接操作的具体参数可以参照下表进行操作（表1）：

在实际生产工艺中，依据需要，将增体结构进行一定分解，形成若干部件，针对部件进行装配焊接操作，采取这种方式，能够实现焊缝提前自由伸缩，实现应力释放，在此基础上进行部件拼接并形成结构整体。采取这种生产工艺，能够实现环卫车辆薄板件结构焊接变形问题的有效预防，且实现了生产流程分解，在一定程度上缩短了结构生产工期。焊缝焊接操作，其顺序应遵循优先焊短焊缝，后进行长焊缝焊接的原则，应用分段退焊方式，从内而外进行焊接作业。确保环卫车辆骨架焊接整体牢固性，焊接作业完成后进行矫正作业，并与蒙皮类博板件进行对接，将两板之间薄板与骨架进行拼接。在进行骨架与薄板对接操作时，应确保对接贴平，对接顺序应采取以下方式：从一边开始进行对接，并依据顺序展平点固后完成对接。为降低焊缝变形并提高结构刚性，在长焊缝背面位置，可以设置工艺拉筋。以扫地车外罩板及底架之间焊缝为例，其外罩板及底架板厚度均为3mm，要求采取满焊方式操作，在焊接作业之前，可以在焊缝背面进行8号槽钢点固，在点固基础上进行焊接作业，焊接完成后取消拉筋设置，采取这种生产工艺，能够有效降低焊缝位置变形量，且避免了焊接变形矫正问题，节省了生产成本。

第三，采取火焰矫正法进行钢结构矫正。通过火焰矫正法进行矫正操作后，焊接构件其部分金属获得不可逆压缩塑性变形，从而让整个焊接构件依据设计要求进行较好矫正。然而在应用火焰矫正法时，需要加强其温度控制，一旦其温度较高，则会对材料性能构成影响，温度较低则难以达到矫正效果。在实际操作中，多采取边加热边喷水冷却的方式进行校正作业，以切实提高矫正效果。

3 结语

环卫车辆属于城市环保的重要工具，其生产质量直接关系着城市环卫质量及城市形象。环卫车辆其结构多是应用薄板件通過焊接构成，然而在焊接作业过程中，受其薄板件结构及焊接工艺等因素影响，容易产生薄板件焊接变形问题，影响着环卫车辆生产质量。基于此，从设计措施与工艺措施两个层面，提出薄板件焊接变形防控措施。实践证明，通过优化设计参数，合理控制工艺措施，能够有效降低焊接变形问题，保障环卫车辆生产质量。

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