控制臂的焊接变形与结构优化

基于汽车底盘轻量化以及保证承载能力的双重要求,冲压控制臂多采用单板焊接加强板的结构形式,但这种结构类型的控制臂在焊接后会出现装配面的变形,导致整车硬点发生偏移。为尽量减小该变形对整车性能影响,分别从焊接工艺、结构设计与仿真上进行优化研究。以控制臂的主要截面为基础设计了基准臂,对基准臂的焊接工艺进行7个方案的策划和实施,包含了焊接段数、焊接顺序、焊接方向等不同焊接工艺方法,通过机器人自动焊接及三坐标检测获得实际焊接变形数值,其装配面的变形规律均表现为两端翘曲的拱形形状与控制臂的现场焊接变形规律一致。基准臂的焊接结果表明,两段焊接且焊接顺序由外向内所产生的焊接变形在七个方案中最小为0.6 mm。之后选择焊接变形最大的一段焊接方案进行了仿真并完成结果对标,基准臂本体焊接变形的仿真结果为1.1 mm,与实物一段焊接的变形结果 1.2 mm接近。通过仿真试算的方法提出了减小基准臂焊接变形的结构优化方案,采用本体和加强板结构外凸起筋的方式来增强刚度减弱焊接变形,仿真结果装配面的变形为0.7 mm,实现了从结构上优化焊接变形的目标。