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關(guān)鍵詞:汽車(chē)車(chē)身;同步工程;制造工藝
從汽車(chē)的構(gòu)成來(lái)看,車(chē)身、地盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)是重要的三大部件。隨著汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,汽車(chē)車(chē)身制造工藝起到?jīng)Q定性的作用。與汽車(chē)的底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)相比較,汽車(chē)車(chē)身制造包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)和車(chē)身的造型等多個(gè)階段,這就意味著在汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中,需要對(duì)制造的各個(gè)階段系統(tǒng)規(guī)劃。鑒于汽車(chē)車(chē)身制造投資大、更新快的特點(diǎn),就需要考慮到汽車(chē)車(chē)身制造周期。啟動(dòng)同步工程,將汽車(chē)車(chē)身的研究、開(kāi)發(fā)和制造等各個(gè)專(zhuān)業(yè)階段同步協(xié)調(diào),不僅可以縮短汽車(chē)從開(kāi)發(fā)到制造的周期,而且還可以降低車(chē)身制造成本,提高汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量,以使汽車(chē)車(chē)身的生產(chǎn)效率有所提升。
1 汽車(chē)車(chē)身制造工藝的同步工程
1.1 汽車(chē)車(chē)身制造工藝的主要內(nèi)容
汽車(chē)車(chē)身制造工藝主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容,即涂裝、焊接、沖壓。
汽車(chē)車(chē)身的涂裝工藝就是通過(guò)采用油漆工藝和密封工藝提高汽車(chē)的美觀度,并使車(chē)身具有較高的防腐蝕效果。汽車(chē)車(chē)身的涂裝過(guò)程中,每一層都要細(xì)致均勻[1]。此外,車(chē)身制造工藝還含有現(xiàn)場(chǎng)快速同步,整合了多步驟的制造流程。
1.2 汽車(chē)車(chē)身制造的同步工程
汽車(chē)車(chē)身制造的同步工程,專(zhuān)業(yè)技術(shù)上是指現(xiàn)場(chǎng)快速同步工程和總裝同步工程。在車(chē)身產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)中,對(duì)產(chǎn)品的圖紙以及數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析,做出沖壓工藝分析報(bào)告交送到產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)部門(mén),然后才能夠進(jìn)入到產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)制造流程。目前的汽車(chē)制造企業(yè)所實(shí)施的車(chē)身制造工藝同步工程,主要是指產(chǎn)品環(huán)節(jié)和制造環(huán)節(jié)的同步工程。其中,產(chǎn)品環(huán)節(jié)是汽車(chē)車(chē)身產(chǎn)品制造過(guò)程中的工藝并行工程。具體的操作流程為:汽車(chē)企業(yè)的研究開(kāi)發(fā)部門(mén)將車(chē)身產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙以及數(shù)據(jù)模型提供給沖壓部門(mén)和總裝部門(mén),以制定沖壓和總裝的工藝預(yù)案。通過(guò)各個(gè)部門(mén)針對(duì)工藝預(yù)案的個(gè)性內(nèi)容充分交流后,將現(xiàn)場(chǎng)總裝必備的工藝方案制定出來(lái)。
2 汽車(chē)車(chē)身的相關(guān)工藝的同步工程
汽車(chē)企業(yè)的車(chē)身沖壓是過(guò)程性的工藝,需要分析產(chǎn)品信息,根據(jù)分析結(jié)果對(duì)沖壓工藝技術(shù)進(jìn)行調(diào)整,以獲得新的設(shè)計(jì)結(jié)果。通過(guò)優(yōu)化汽車(chē)車(chē)身的沖壓工藝技術(shù),使得汽車(chē)的車(chē)身設(shè)計(jì)水平有所提高。汽車(chē)車(chē)身沖壓工藝多采用智能技術(shù),運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)對(duì)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)、修改,還建立優(yōu)化決策機(jī)制以確保汽車(chē)車(chē)身的各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求[2]。雖然在汽車(chē)車(chē)身沖壓工藝技術(shù)中采用而來(lái)智能新技術(shù),如果沒(méi)有考慮到?jīng)_壓和總裝工藝方案的同步性,就會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)車(chē)身制造中存在著堵孔等等的問(wèn)題,對(duì)車(chē)身的質(zhì)量造成不良影響。
2.1 沖壓工藝的同步工程
汽車(chē)車(chē)身的沖壓工藝同步工程的具體內(nèi)容是,汽車(chē)車(chē)身的產(chǎn)品制造部門(mén)將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)模型提供給沖壓專(zhuān)業(yè)部門(mén),沖壓專(zhuān)業(yè)部門(mén)通過(guò)對(duì)圖紙和數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析后,做出沖壓工藝分析報(bào)告提供給產(chǎn)品制造部門(mén)。(圖1:沖壓工藝的同步工程的流程)
2.2 總裝工藝的同步工程
汽車(chē)車(chē)身的快速工藝同步工程的具體內(nèi)容是,汽車(chē)車(chē)身的產(chǎn)品制造部門(mén)將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)模型提供給總裝專(zhuān)業(yè)部門(mén),總裝專(zhuān)業(yè)部門(mén)通過(guò)對(duì)圖紙和數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析后,做出總裝工藝分析報(bào)告提供給產(chǎn)品制造部門(mén)。
2.3 工藝不同步而導(dǎo)致的問(wèn)題
由于零件沖壓后會(huì)產(chǎn)生一定程度的回彈,使得零件成形后,法蘭邊與規(guī)定值不相符合。這種誤差在工藝上是不可控制的,使得零件在生產(chǎn)中必然會(huì)存在定位上的偏差。零件沖壓過(guò)程是落料沖孔,零件成形之后就進(jìn)行翻邊整形。在對(duì)零件進(jìn)行翻邊整形的過(guò)程中,先確定定位孔的位置,根據(jù)孔的方向確定其他的孔的位置。在對(duì)零件進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候,要對(duì)定位孔的位置進(jìn)行檢測(cè),對(duì)定位孔約束下的其他的孔的方向位置進(jìn)行檢測(cè)。
為了控制這種回彈,就要對(duì)零件的開(kāi)口的回彈以控制,采用法蘭邊約束的方法,對(duì)起翹曲回彈以控制。在技術(shù)處理的過(guò)程中,要保證零件沖壓、裝配的一致,做好檢測(cè)工作,使零件成型后的實(shí)際測(cè)定值與理論值相一致,確保車(chē)身的生產(chǎn)質(zhì)量。
3 汽車(chē)車(chē)身的快速工藝同步工程的新內(nèi)涵
現(xiàn)代的汽車(chē)企業(yè)普遍實(shí)施了車(chē)身制造工藝同步工程,但是同步工程的內(nèi)容被賦予了新的涵義。汽車(chē)車(chē)身制造工藝屬于是系統(tǒng)化工程,各個(gè)部門(mén)都要相互協(xié)調(diào),確保產(chǎn)品研究、開(kāi)發(fā)、制造的各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一。此外,還要增加改裝工藝和后續(xù)的服務(wù)的,以提高車(chē)身的制造精度,保證車(chē)身質(zhì)量。工藝并行工程是車(chē)身制造工藝同步工程中的重要內(nèi)容,將該工程納入到工藝同步工程的標(biāo)準(zhǔn)化管理中,可以確保汽車(chē)車(chē)身工藝同步工程的系統(tǒng)化展開(kāi)。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,汽車(chē)車(chē)身的制造過(guò)程屬于是系統(tǒng)化工程,制造周期中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的工藝水平對(duì)汽車(chē)車(chē)身都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。汽車(chē)車(chē)身制造要經(jīng)歷沖壓工藝、焊接工藝、涂裝工藝和總裝,其中沖壓工藝和焊接工藝要相互協(xié)調(diào),要能夠保證零件質(zhì)量。將同步工程引入到汽車(chē)車(chē)身制造中,實(shí)施系統(tǒng)化、制度化、標(biāo)準(zhǔn)化管理,實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身的研究、開(kāi)發(fā)和制造工藝同步,以提高汽車(chē)的整體質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:船舶薄板;高強(qiáng)度鋼;焊接技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):TG4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
船舶焊接技術(shù)是船舶制造業(yè)的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在船舶結(jié)構(gòu)建造過(guò)程中,薄板焊接工時(shí)約占船舶結(jié)構(gòu)建造建造總工時(shí)的百分之三十至百分之四十。由此可以看出,薄板焊接的質(zhì)量以及焊接的效率與船舶建造的質(zhì)量、建造所需要的周期,以及建造船舶所提供的成本息息相關(guān)。從理論上來(lái)說(shuō),船舶薄板焊接是一門(mén)技術(shù)應(yīng)用,在實(shí)際生產(chǎn)中,船舶薄板的焊接問(wèn)題的解決往往還需要一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的支撐。因此,船舶薄板的焊接技術(shù)被認(rèn)為是能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的智能化的一個(gè)較為理想的發(fā)展領(lǐng)域,對(duì)提高造船質(zhì)量、縮短建造周期、降低造船成本具有重要意義。高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用剛簡(jiǎn)稱高強(qiáng)鋼。作為一種焊接結(jié)構(gòu)用鋼,高強(qiáng)鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、焊接性能優(yōu)良、品種規(guī)格多樣等特點(diǎn)。本文主要就船舶薄板以及其高強(qiáng)度鋼的焊接技術(shù)進(jìn)行研究。
1、船舶薄板的焊接
1.1薄板焊接變形的原因
一般焊接包括加熱、冷卻兩個(gè)方面。在這兩個(gè)階段過(guò)程中,金屬的結(jié)構(gòu)會(huì)會(huì)破壞導(dǎo)致變形,加熱過(guò)程中的熱塑性變形影響較為顯著。如在熔化焊接過(guò)程中,隨著溫度的降低,金屬原子之間的吸引力漸漸的增大,溫度降到金屬的凝固溫度以下后,液態(tài)金屬會(huì)開(kāi)始結(jié)晶,金屬原子會(huì)有規(guī)律性的排列,形成晶格。溫度的持續(xù)降低,原子振動(dòng)范圍的不斷縮小,導(dǎo)致晶格發(fā)生收縮,這種收縮最終表現(xiàn)為焊接縫隙間金屬的收縮,包括橫向收縮和縱向收縮兩種。在薄板焊接中,由于收縮作用,會(huì)使形狀發(fā)生大面積的形變,其中包括扭曲變形、波浪狀變形、角變形,或局部凹陷等。這些形變會(huì)影響薄板的結(jié)構(gòu)。除此之外,還應(yīng)該注意焊接剛的剛性定位以及結(jié)構(gòu)定位,包括焊接程序,工藝參數(shù)等會(huì)對(duì)變形造成一定的影響。
1.2如何選擇合理的焊接方法
焊接方法的選擇主要為了減少形變。一般的焊接方法有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊,不銹鋼薄板焊接,以及電阻焊接等多種焊接方法。為了防止薄板變形,反變形技術(shù)較為廣泛使用,反變形是指在焊接前,將工藝變形向相反方向變形。反變形方法的選擇與反變形量的控制需要工藝師認(rèn)真斟酌,仔細(xì)推敲。選擇合理的焊接方法對(duì)焊接過(guò)程的實(shí)施以及焊接的質(zhì)量都有著至關(guān)重要的作用。
2、高強(qiáng)度鋼焊接技術(shù)的研究
2.1高強(qiáng)度鋼焊接性能分析
高強(qiáng)度鋼船舶薄板結(jié)構(gòu)用鋼是經(jīng)過(guò)細(xì)化處理晶粒的鋼,又稱為鎮(zhèn)靜鋼,其含碳量較小,為了提高強(qiáng)度和硬度可加入Nb、Al等元素,這些元素要均為細(xì)化晶粒元素,焊接性很復(fù)雜。除此,對(duì)于一些強(qiáng)度級(jí)別較低而且其含碳量也較低的鋼,這類(lèi)鋼的焊接性能較好,形變以及產(chǎn)生裂紋的傾向和淬硬傾向都比較小。鋼強(qiáng)度級(jí)別越高,在熱影響區(qū)域的裂紋傾向和淬硬傾向影響會(huì)越大。尤其是那些厚度較大的焊接鋼件受裂紋傾向和淬硬傾向的影響較大。
2.1.1裂紋問(wèn)題
裂紋傾向包括冷裂紋傾向和熱裂紋傾向兩種。其中冷裂紋是指產(chǎn)生于厚度較大的高強(qiáng)度鋼的焊接縫,以及熱影響區(qū)域中。冷裂紋一般產(chǎn)生的時(shí)間是在當(dāng)焊接接頭冷卻到300攝氏度以下直至室溫后,在熱影響區(qū)域下的焊道處、其根部等出,一般,有些要隔很多天才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生冷裂紋主要有幾個(gè)方面的因素,首先,由于焊接過(guò)程中焊接縫隙以及熱影響區(qū)域所產(chǎn)生的焊氫量過(guò)多,使其密集處于熱影響區(qū)域熔合線附近,形成富氫帶,如若此刻晶格空穴缺陷,則容易形成冷裂紋。其次,由于焊接接頭內(nèi)部溫度分布不均,也會(huì)導(dǎo)致冷裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生。除此,焊接金屬以及淬硬組織對(duì)冷裂紋的敏感性較大,容易產(chǎn)生冷裂紋。
熱裂紋主要是指在焊接過(guò)程中溫度過(guò)高而產(chǎn)生的裂紋,一般是在金屬熔化或凝固的時(shí)候。影響熱裂紋的因素也包括幾個(gè)方面。從一方面來(lái)說(shuō),一般來(lái)說(shuō)焊接金屬中的合金成分,還有金屬中的碳、硫含量都是產(chǎn)生熱裂紋的主要因素。另一方面,對(duì)于剛性要求較大的焊接接頭,其產(chǎn)生熱裂紋的可能性也比較大。另外,對(duì)于焊接橫截面方面,焊接縫的寬度與熔深比值越大,其中液態(tài)金屬的流動(dòng)性越好,熱裂紋產(chǎn)生的傾向會(huì)越小。
2.2防止裂紋產(chǎn)生和減少淬硬的措施
2.2.1焊接方法
對(duì)于高強(qiáng)度鋼的焊接技術(shù),一般采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、焊條電弧焊、埋弧焊接等多種。一般而言,好的焊接方法會(huì)帶來(lái)好的薄板高強(qiáng)度鋼焊接質(zhì)量。對(duì)于不同的材料,采取不同的焊接方法會(huì)達(dá)到較好的焊接效果。
2.2.2焊接材料
各類(lèi)焊接材料包括焊條、焊絲均應(yīng)該符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),符合國(guó)家船級(jí)CCS認(rèn)證。焊條、焊絲在使用前可進(jìn)行除污處理,并嚴(yán)格按照規(guī)定的時(shí)間、方法進(jìn)行烘焙。
2.2.2焊接參數(shù)
一般而言,焊接時(shí)有事先規(guī)定好的參數(shù)。參數(shù)包括焊接電流、電弧電壓以及焊接速度三種。其三者的關(guān)系對(duì)裂紋傾向以及淬硬傾向都有一定的決定作用。一般而言,高強(qiáng)度的焊接采用的焊接參數(shù)比低強(qiáng)度的焊接采用的焊接參數(shù)規(guī)范要大。
2.2.3焊接坡口形式
一般而言,焊接縫的破口形式必然與焊接的橫截面積密不可分。焊接時(shí),角度較小的坡口對(duì)金屬材料內(nèi)液態(tài)金屬的流動(dòng)性起到抑制作用,這樣容易有裂紋產(chǎn)生。除此,對(duì)于高強(qiáng)度鋼的坡口,一般采用機(jī)械加工的方式。
2.2.4焊接前預(yù)熱
焊接前預(yù)熱是焊接的必要準(zhǔn)備。一般,預(yù)熱溫度不能低于150攝氏度。在焊接過(guò)程中,其前一道的焊接是后一道焊接的預(yù)熱,在多層多道焊接過(guò)程中,每個(gè)層間溫度都不該低于預(yù)熱溫度。在船舶薄板構(gòu)建中,一般不采用預(yù)熱方式,但是,預(yù)熱對(duì)于高強(qiáng)度鋼來(lái)說(shuō),可以通過(guò)減緩冷卻的速度來(lái)改善焊接接頭的組織,從而能降低焊接熱影響區(qū)域的硬度值,提高焊接區(qū)域的韌性。
2.2.5焊接后熱處理
與焊接前預(yù)熱一樣,焊后熱處理也是焊接后的必要步驟。一般而言,焊后是否需要熱處理主要看鋼的結(jié)構(gòu)以及其化學(xué)效應(yīng)。薄板的焊接方法,薄板的厚度,使用條件等因素綜合考慮。一般船體構(gòu)造過(guò)程中不采用焊接后熱處理。
結(jié)束語(yǔ):
船舶技術(shù)一直是我國(guó)的強(qiáng)項(xiàng),為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,成就社會(huì)繁華穩(wěn)定,我們應(yīng)該加大船舶制造業(yè)的投入。在發(fā)展船舶制造業(yè)的同時(shí),可尋求新的高強(qiáng)度鋼焊接技術(shù),將船舶事業(yè)發(fā)展壯大。受?chē)?guó)際經(jīng)濟(jì)影響,船舶制造業(yè)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn),我們必須運(yùn)用新的科技,將船舶制造業(yè)推向頂峰,將船舶薄板質(zhì)量造就更好,將高強(qiáng)度鋼技術(shù)煉就輝煌。新型的材料包括合金材料,新型的技術(shù)都值得被合理的使用開(kāi)發(fā)。而焊接技術(shù)則要求焊接人員更加專(zhuān)業(yè)、實(shí)施更加嚴(yán)格,這需要船舶行業(yè)去發(fā)掘、采用以及培養(yǎng)。期待船舶制造業(yè)更加輝煌的明天。
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