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PLC控制系统下的汽车车桥技术

2019/6/21    来源:电子技术与软件工程    作者:刘长润      
关键字:PLC  汽车  车桥  焊接  
汽车,整体结构构造中的车桥对于汽车行驶的安全性,有着重要的影响,因此需要应用PLC控制系统,对车桥各个元件,进行相应的焊接处理,以此确保车桥的整体质量。基于此,本文对PLC控制系统进行了概述,之后分析了在该系统下应用的车桥焊接技术,以期使得车桥的焊接作业更具可靠性。
汽车的底盘行驶系中,车桥属于一个重要的组成部分,其在作用发挥的时候,会接收到来自多方面的压力,且还需要承受着诸多的弯矩、扭矩。如果该汽车元件的焊接性能不佳,将会在实际应用的过程中,给汽车的驾驶人员与汽车车体本身,造成严重的影响,以及安全事故,因此需要对车桥焊接工艺加强重视,并在PLC系统的控制下,最大化的提高车桥焊接的质量,确保车桥在应用中不会存在安全隐患。
 
1 PLC控制系统的分析
 
PLC控制系统,其在具体的设计中,重点需要把握好该控制系统的程序设计问题。该程序是控制系统能够顺利运行的关键。该系统的系统组成部分主要有:自动的控制系统和主动的控制系统。这两个系统在运转的过程中,是各自独立进行工作的,系统间不会出现严重的互相干扰情况,且焊接的三个主要枪头模式也不会出现焊接时的重叠情况。在控制下进行焊接工作,如果其中的一个焊接接头出现了严重的焊接故障问题,另一侧的焊接头将会继续进行正常的作业,以此确保焊接的各项工作,不会出现问题,保证车桥焊接件的质量不受影响。
 
该控制系统,其在发挥自动化控制作用的过程中,运行的原理为 : 车桥的焊接质量对于车辆的驾驶安全而言,意义重大,尤其是后桥桥壳焊接的质量,更是关键中的关键。因此在实际的焊接过程中使用的焊接设备,主要包含着焊机、控制柜、送丝机构,以及焊枪运动行走机构,这几个重要部分。其中的焊机在作业时,使用的是二氧化碳气体的自动保护焊接法,在运转中 PLC 控制系统可以对焊接工艺的运行情况,进行控制和把握。操作人员,在实际的施工现场,在系统中输入需要焊接的具体参数,以及焊接的状态之后,系统会根据输入的内容,以及系统本身的逻辑计算公式,进行相应的运算,最终在命令执行的过程中,对焊机作业的流程进行科学、合理的控制。

    该控制系统在应用中,具有着可控制性,以及通用性的特点,便于焊接作业人员的操作。该项系统控制下的车桥焊接的流程:首先需要启动自动焊接指令,以此使得作业平台,能够进行上升与固定。其次,在升降气缸的作用下,焊接枪可以自动的对需要焊接的元件部位进行焊接处理。同时其在自动化控制系统控制下的焊接枪,可以对焊接缝的位置,进行摆动性的焊接,以此有效的对较难焊接的焊接缝进行焊接处理,避免此处出现焊接质量问题。最后,在焊接完毕之后,该系统将会在控制下,让焊枪、工作台、气缸等焊接时涉及到的各类设备元件恢复至焊接前的水平,至此即就完整的进行了一个循环的焊机处理。
 
2 基于PLC控制系统的车桥焊接性、结构分析
 
2.1 车桥焊接性分析
 
在进行焊接作业的时候,主要使用的焊接材料为低碳钢材料,尤其是20钢。该种材料,在实际的应用中,可以对焊接过程中,容易出现的热裂纹情况,进行抑制,因此有着极佳的焊接性能。在目前的车桥焊接中,为了有效的提高焊接的效率,多应用的是二氧化碳的气体保护焊,以此来提高车桥焊接质量的。基于二氧化碳保护焊的焊接方法,由于焊接应用过程中的高效性,其目前已经被广泛的应用在车桥的焊接处理中。该种方法在实际的焊接操作中,电弧可以对焊接材料进行有效的穿透处理,较之于常规的焊接方法,该种焊条电弧有着极高生产效率。该项焊接方法,在具体焊接操作中,发挥主要作用的焊接工艺是短路过渡技术,且二氧化碳气体的价格低廉,焊接操作的步骤较为简单,因此在保证焊接质量的前提下,该法极大的降低了焊接作业的成本。同时,应用该焊接方法,对汽车车桥元件进行焊接处理的过程中,使用的辅助工具较少,有着极佳的抗锈能力。
 
2.2 焊接结构的分析
 
汽车车桥示意图
图1:汽车车桥示意图
 
汽车结构的行驶系部分,主要包括着车架、悬架、驱动车桥(图 1)部分,将各个部分连接在一起之后,在其两端的位置处,安装汽车车轮,即可实现汽车的运转。在这几个部分的焊接处理之后,即可使得车桥能够充分的发挥出承载车身重量,以及载荷的作用,在这个结构的焊接处理中,需要对焊接接头的应力情况,进行重点的把握,避免在焊接处理中,由于该处的焊接应力不够,导致出现焊接结构的完整性被破坏的情况。同时,在结构的焊接处理中,需要在其中进行应力应变有限元模拟分析。在该分析之下的结构焊接,焊接人员能够对车桥的具体负载情况,进行有效的把握,之后在焊接中,能够依据负载情况,高质量的进行焊接处理。此外,该结构的焊接,其存在着一个急冷、急热的变化过程,常常会在焊接结束后的焊接部位处,存在着一定的残余应力情况,最终会导致车桥结构在焊接结束中,一体化的结构中还留存着不能够自行释放的应力,使得车桥在应用中,出现安全隐患问题。
 
3 在PLC控制下的车桥焊接工艺、焊接接头性能的分析
 
3.1 应用的焊接工艺分析
 
在该项系统控制之下对车桥进行的焊接施工工艺,首先需要对车桥的材料,进行把握,最好选用低碳钢,该种材料具有着良好的焊接性能;其次需要在焊接中应用基于二氧化碳保护焊的焊接工艺法,该法可以在自动化系统的控制下,实现高质量的焊接处理,还可以将控制系统本身具备的控制效果好、反应快、精细化程度高的特点,最大化的进行呈现,更加便捷了焊接施工工艺的开展。在二氧化碳气体保护焊法焊接处理过程中,还需要对系统控制下的焊接起弧、稳弧等焊接的流程进行把握,在确保焊接工艺精度的情况下,再进行焊接处理。最后,在焊接的过程中,把握好焊接工装架夹,可以根据实际的需求情况,对该设备装置进行改进,使得在焊接过程中,能够对涉及到的工件,进行有效的加固处理,以此在对焊接缝的摆动式的焊接处理中,确保不会出现焊缝的焊接缺陷问题。还需要在焊接处理中,对焊接工艺涉及的相关参数进行确定,以此在精确度极高参数的规范下,保证焊接焊件的质量,确保车桥结构的焊接不会出现问题。其具体的参数如表1所示:此外,在焊接施工工艺进行的过程中,需要对焊接过程中,其结构中产生的残余的应力情况,进行有效的把握,及时将其释放出去,保证焊接的质量安全。
焊接的参数值
表 1:焊接的参数值
 
3.2 焊接接头的性能分析
 
在实际的焊接结束之后,需要对车桥焊接件的质量、性能,进行相应的分析。首先,需要进行硬度的测试分析。在该项内容的分析研究中,由于车桥焊接之后,具有着良好的刚度,以及韧性,因此难以有效的将其进行拉伸后,再进行硬度的测试,但是应用的材料本身在拉伸试验中,可知硬度与刚度之间存在着材料的强度值,是硬度的3.5倍多,因此我们可以对焊接件的接头,进行试验,最终根据已知的数据,分析得出抗拉数据。之后对具体的硬度分布图,进行综合性的分析,可知焊接件的最大硬度值在焊接头位置处,之后是焊接缝,以及焊接的材料本身。但是对各自的硬度值进行分析后,可知虽然存在着一定的硬度的差异性,但是分布的较为均匀,之后再将得出的硬度值,乘以3.5,即可得到焊接件最终的硬度性能。其次,需要对焊接件材料的显微组织,进行分析,最终得出该焊接件接头的力学性能情况。在对车桥的结构进行焊接处理时,材料的显微组织,对于接头的实际性能,有着极大的影响,极佳的显微组织将会使得焊接件在焊接处理的过程中,不会出现严重的变形问题。在该内容研究中形成的金相图片。其结果显示材料,多呈现为p+f的组织形态。该种形态的材料,属于轧制组织。因此材料在经过焊接工艺处理之后,材料的力学性能较好,可以有效的提高汽车的车桥质量,使得车桥可以在运行过程中满足各类应力、荷载承受的需要。
 
4 结束语
 
由于车桥的质量,对于汽车的整体质量,有着极大的影响,因此在对车桥的焊接处理中,需要应用 PLC自动化控制系统,对于焊接的全过程进行全面的把握,之后再使用基于二氧化碳气体保护焊的方法,对车桥的材料,进行整体的焊接处理,以此可以最大化对焊接的流程进行控制,使得焊接工艺可以在设置合理的参数条件下,进行具体的焊接处理。该种在自动化控制系统控制作用之下的车桥焊接作业过程,较之于以往单一的应用气体保护焊焊接而言,具有着极大的优越性,极大的改善以往焊接中应用继电保护系统进行焊接的种种弊端问题,使得焊接的质量更加可靠,也极大的简化了焊接的过程,降低了焊接过程中造成的诸多的误差情况,提高了焊件的使用寿命,减少了焊接缺陷问题,因此应用效果十分理想。
责任编辑:杨培
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