摘 要 在焊接过程中由于焊接对焊缝区不均匀的加热和冷却，结构将不可避免地产生不可忽视的焊接残余变形。焊接残余变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。针对低地板侧墙焊接技术的重点和难点，根据多年的车体组装实践经验，本文主要阐述实用焊接变形的影响因素及控制措施和方法。
关键词 侧墙板；焊接变形；影响因素；控制措施；预变形
1 低地板侧墙焊接变形的影响因素
焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。纵观低地板侧墙组焊过程及最终产品状态，针对侧墙焊接变形的特点，可归纳起来主要有侧墙钢结构、组焊工艺及工装预变形三个方面[1]。
1.1 侧墙钢结构设计特点的影响
（1）侧墙板结构
低地板侧墙板采用多块侧墙板单元拼焊而成，为减少焊接所产生的热影响，侧墙板采用激光焊工艺，尽可能减少焊后变形，同时在一定程度上侧墙板设计时尽可能减少焊接量及满足焊接区域等强度要求。
（2）侧墙钢结构
针对低地板侧墙钢结构，因为侧墙钢结构采用板梁结构，有效降低焊接残余应力，但产品的在一定程度上对焊接变形的约束不及我厂常规车型侧墙钢结构的箱体结构设计，又因其立柱等部件与墙板焊缝均为满焊缝及侧墙板材的厚度主要为3mm，增加了最终侧墙产品的变形量。因此，结合实际生产经验，在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化，对减小焊接变形有着十分重要的作用。
1.2 組焊工艺的影响因素
（1） 部件模块程度
焊接变形程度的主要受制于焊接热输入量，为较低同一工步的热输入量、增加焊接变形的可控性，低地板侧墙组装工艺引入模块化组装理念，窗户横梁、窗间立柱副、端部立柱副进行模块化预组装，引用预变形理念，对各模块进行变形控制，同时进行焊后调修，通过“化整为零”的思路，降低焊接热输入及部件焊接相互影响，控制侧墙钢结构的最终焊接变形程度。
（2） 焊接工艺
焊接工艺对焊接变形的影响方面很多，例如焊接方法、焊接输入电流电压量、构件的定位或固定方法、焊接顺序、焊接胎架及夹具的应用等。在各种工艺因素中，焊接顺序对焊接变形的影响较为显著，一般情况下，改变焊接顺序可以改变残余应力的分布及应力状态，减少焊接变形。在低地板侧墙钢结构组焊过程中，通过对不同焊接顺序的工艺研究，总结出一些经验，利用特定的焊接顺序及焊接措施，达到减少焊接残余应力和变形，改善残余应力分布状态的目的。
1.3 工装的影响因素
（1）工装刚性固定
焊前对焊件采用外加刚性拘束，强制焊件在焊接时不能自由变形，这种防止焊接残余变形的方法称为刚性固定法。但刚性固定会产生较大的应力。
（2）预变形
根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小适当的预变形，以抵消焊后产生的变形。
2 低地板侧墙钢结构焊接变形的控制
2.1 组焊工艺
（1）合理有效地对侧墙进行模块化分割
侧墙钢结构的模块组装，很大程度上较少了同一工步的热输入量及各部件焊接时的相互热影响，同时降低了焊接所产生的内应力残留。针对低地板侧墙板，把其分为立柱模块、立柱副模块、车顶连接座模块，最后各模块在侧墙组成胎总成焊接。通过模块化工艺理念的导入，有效控制了各部件的焊接变形，同时提高了侧墙总成的工作效率。
（2）焊接方法
低地板侧墙钢结构的立柱与侧墙板采用双面满焊，若采用一般焊接方法是无法控制焊后变形量，在这里，选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形。侧墙焊接工位采用超微弧焊接技术，其电弧热集中，焊接热影响区小。在实际生产过程中，焊接变形的最根本因素就是焊接的热输入量。结合侧墙钢结构焊缝较多，选择适当的焊接方法是相当重要的，相对于其他焊接方法，超微弧焊接使焊接能量更加集中，在降低母材变形的基础下，增加了熔深。
（3）焊接顺序
在确定侧墙钢结构焊接顺序时，考虑焊接可操作性，焊接应力的释放方向，焊缝直线的热影响及结构框架形式，集合由内向外、由变形量大到小的原则。通过多次焊接顺序的调整，根据调整后的侧墙钢结构焊接变形程度，发现合理的焊接顺序对焊接变形程度，起到至关重要的作用。
2.2 工艺措施（工装保证）
工艺措施是指在组焊制造过程中所采用的一系列措施，将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后矫正措施。低地板侧墙钢结构组焊过程中，从下面两个方面进行变形控制。
（1）焊前预防措施
焊前预防主要包括预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。①低地板侧墙钢结构主要焊接变形产生于立柱焊接及门窗上下横梁处，通过工艺分析变形方向，结合实践生产经验，在待焊侧墙部件装配时，进行预变形控制。预变形是根据预测的焊接变形大小和方向，对造成与焊接残余变形大小适当、方向相反的预变形量（反变形量），焊后焊接残余变形抵消了预变形量，使侧墙立柱圆弧及门窗上下口直线度，恢复到设计要求的几何形状和尺寸。低地板侧墙组焊胎在部件点焊固定后，通过改变原有侧墙钢结构的外形尺寸，发挥焊接预变形功能；②刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定，可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。低地板侧墙组装胎在执行组焊作业时，须把各部件压紧牢靠，限制焊接变形的自由度，通过出胎觀察侧墙钢结构施焊后状态，侧墙变形得到有效控制，为后续调修整形降低工作量。
（2）焊后矫正措施
当侧墙部件焊接后，只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。焊后矫正措施主要分为火焰矫正法和机械矫正法。对于低地板侧墙立柱采用火焰矫正加机械矫正双重工艺叠加措施，现车采用铸造型槽平台作为调修基准，配置相应夹紧机构，采用外力使其变形达到预期值后，通过火焰辅助矫正定型，并通过侧墙调修胎位实际验证，效果明显[2]。
3 结束语
综合分析低地板侧墙钢结构焊接变形的影响因素与减小焊接变形的措施，基本了解焊接变形的原因及变形的种类，针对焊接变形的原因和控制措施从焊接工艺等方面进行改进，能有效控制焊接变形。
参考文献
[1] 付荣柏.焊接变形的控制与矫正[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2] 刘岩.车辆修造工艺与装备（第2版）[M].北京：中国铁道出版社，2007.
