<纸上谈兵>沙漠车车架的质量控制

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<纸上谈兵>沙漠车的车架

上一篇总体上讲了沙漠车车架钢管材料的选择，钢管的加工，车架的整体焊接以及车架的表面处理等几个方面的问题。其中涉及到质量的地方提及很少，主要是因为沙漠车车架上用到的材料，使用的加工工艺都比较多，每一种材料，每一个加工步骤都需要有相应的手段来保证最终出来的是合格的产品。

质量控制的内容

粗分一下，沙漠车车架会用到以下几种材料，无缝合金钢管，普通焊管，钣金件，加工件，表面处理的时候需要钢砂，静电喷涂粉末；加工工艺涉及到管子切割铣口，车架夹具适配，车架焊接，抛砂和静电喷涂几种。如果没有完善的质量控制，这么多的材料经过这么多的工序出来的产品如何真的不好说，在任何加工类生产上质检都是非常重要的。但是质检会影响生产的进度，会增加产品的成本，从另一个角度来说在中国本土化的工厂里质检也是很难做的。同样是在中国生产的汽车，部件也都是在中国采购，为什么日本的品牌可以卖更高的价格？主要原因在于他们有能力保证出厂的产品的质量，很多人都推崇的丰田模式就总结了很多工厂正在执行的质量控制方式，其中第五原则就是任何一名员工在发现质量问题的情况下把整条生产线停下来，在现代大化规模生产的工厂里这么做无疑是要付出很大的代价，并且需要有相当的勇气执行下去的。做沙漠车也是一样的道理，大家都是在国内采购配件，甚至是从一家工厂采购配件，产品的附加值应该通过提高车子的品质来提高。

质量控制的问题

加工行业常常面对的质量问题主要有这么几种，买回来的材料对不对，材料的热处理对不对，硬度有没有达到要求，然后才是材料的尺寸方面。其中最令人头疼也最难控制的一种质量问题是无法保证不同批次产品的一致性，出于成本考虑国内一些供应商常常擅自更换材料，减少热处理步骤，放宽加工公差要求。沙漠车车架上用到的材料比如合金无缝管和普通焊管，每次的订货量都以吨计，量比较大，钢管的尺寸厚度很容易测量，钢管的硬度还勉强可以打出来，但是钢管的材质分析需要的设备就不是每家工厂都能承担的。这种情况下质量控制主要由钢管生产厂家来做，在交货的时候提供质检报告，质检报告上的数据一般都会表明该批钢管符合客户的技术要求，实际情况是否如此很难以量化的方式来核实，只有在出现质量问题的情况下，客户才会有针对性地对质检报告上出现的内容进行选择性地检测。而大多情况下的沙漠车厂家对钢管的了解都停留在对比的层面，比如机械手册上的数据表明合金无缝钢管的抗拉强度是普通焊管的3倍，拿同样外径和壁厚的无缝管和普通焊管对比一下是很容易得到一个不怎么准确，但是有一定说服力的结果的。从这些方面看，寻找一家可靠的钢管厂家比自己想办法检测钢管的质量更划算也更靠谱一些，虽然没有不会做错东西的工厂，但是可靠的厂家会把这种错误降低到一个大家都可以接受的水平。

钢管加工

检查钢管角度的量角器

钢管的加工一般都是沙漠车厂家自己来做，如上一篇提到的，钢管变成沙漠车车架需要管子切割折弯铣口，车架夹具适配，车架焊接几个步骤，每个步骤需要控制的质量问题都不同，管子切割和铣口需要控制的是尺寸，折弯角度和铣口的大小角度问题，其中钢管切割相对比较容易控制。钢管在折弯的时候会出现延伸和回弹情况，这就造成弯出来的管子长度和理论值不符，角度和弯管机上设定的角度有差异，一些设计软件也会给出一些折弯情况的变形的理论数据，但是实际应用中还是需要观察和积累，根据经验调整弯管机的设置来解决这个问题。铣管主要是铣口的大小和角度的问题，误差越大管子之间的配合间隙越大，虽然焊疤可以把这些间隙覆盖掉，但是会降低整个车架的强度，有时还会影响整个车架的尺寸。单根的钢管在图纸都有详细的尺寸和角度的标注，通过水平仪，量角器和卷尺测量，很多情况下还需要把管子放在夹具上确认一段角度和铣口是否到位。

钢管尺寸检验

车架夹具适配的首要工作是用标准的样件检验夹具是否准确，夹具本身是用方管，厚的钣金，剖开的管子和快速夹子搭起来的，虽然不少地方都做了加强，但是这并不能保证在车架焊接的过程中夹具不会变形，如果勉强可以放到夹具里，但是很紧，工人就会使用减震榔头来敲，管子和夹具之间应力太大，时间久了相对较弱的就要变形了，车架焊接完成后通常会比夹具更牢固。管子放进调整过确认正确的夹具有时候还是有问题的，最常见的原因是管子铣口的时候形成的飞边和毛刺，即使把这些清理掉几根管子搭在一起也会有小的误差出现，误差累积会造成个别管子的位置偏差比较厉害。在夹具和焊接空间允许的情况下，应该把尽可能多的管子搭在一起点起来看整体的效果，这样可以最大限度的减少个别管子尺寸的调整。车架的焊接的质量控制从搭管子就要开始做起，主要是确认各个安装部位尺寸是不是与图纸相符，管子和参照面的距离角度是不是正确，一旦车架开始焊接上面的主要管子就没有办法更改了，个别可以更改的管子重新来一遍非常消耗时间和人工，打磨还会降低要保留的管子本身的强度。

焊接夹具

车架在夹具上有些部件的安装支架是不好焊接上去的，主要是因为车架的夹具常常会和这些部件的安装支架相干涉，这些部件包括引擎，变速箱，油箱，水箱，转向调节阀，排气管，玻璃钢外壳，底板，行李架等。要焊接这些部件一定要等车架从夹具上下来，这些部件的安装支架不是随便焊接上去的，车架成型后有了尺寸参照，为了控制这些部件的安装位置还需要有单独的根据车架尺寸定位的夹具。有的部件结构简单，位置精度要求不高，只要根据实样搭一个简单的夹具就可以解决问题，比如油箱，水箱，行李架等，有的部件安装孔位很多，并且分布在多个面上，这种部件的位置一定要准确，否则会影响别的部件的安装和整体的性能，这时候通常使用实物夹具，就是拿一件装车会用到的部件直接或者根据需要稍作改动作为安装支架焊接的夹具。这些安装支架焊接过程中主要会遇到这样几种问题，一个是车架本身尺寸有问题，根据依靠车架定位的夹具焊接出来的支架位置也会出现偏差，第二个是自己搭出来的夹具和实物尺寸存在偏差，或者夹具本身不够结实，在焊接过程中夹具出现变形，结果是根据夹具焊接出来的支架实物放不进去。第三种是作为夹具的实物和实际要安装的部件尺寸不一致，造成作为夹具的部件可以安装，但是另外一件就放不进去，造成零件的互换性很差。如果单单是车架或者是夹具变形问题是很容易解决的，只要在每次做的时候都和实物部件核对尺寸就可以避免这些问题。但是部件尺寸不一致就比较麻烦，根本的解决办法是保证部件的一致性，同时提高车架焊接的精度，但是实际生产过程中这类问题是由多方因素造成的，控制起来需要漫长的过程并且付出不小的代价，实际的解决方法是单配，一个部件就配一辆车架，根据部件来焊接车架上的安装支架，这一辆车上的安装支架和另外一辆车位置就有可能不一样，两辆车的部件基本上不能互换，目前变速箱，排气管和玻璃钢外壳的安装就属于这种情况。在大批量生产的情况下，这种做法会给生产和售后造成很大的问题，还需要在产品设计和加工工艺上做进一步的改进。

钣金件

钣金件和加工件就是另一种说法了，买回来的钢管只能算是半成品，原料，而钣金件和加工件就是成品了，当然一些钣金件和加工件还需要焊接在车架上，但是在焊接之前要保证这些钣金件和加工件都是对的才行。一般情况下沙漠车上的钣金件会通过三种方式加工出来，其中最便宜的是冲压，其次是线切割，然后是激光切割。冲压需要开模具，数量比较多形状不是很复杂的零件这样做才会比较划算。冲压用的板材并不是最好的材料，汽车上使用的冲压钣金件很多时候都是通过加筋或者翻边的方式增加强度，这样需要非常复杂的模具，如果没有一定的数量成本会大大增加。沙漠车上需要冲压的零件形状很简单，并且是用在非受力的部位。需要折弯的冲压件尺寸要注意，但是冲压件最主要的问题一般都出在板材的厚度上，标1.5mm的板材量下来只有1.2mm，对零件厚度有要求的地方这个方面一定要注明。价钱稍微高一些的是线切割的方式，线切割加工精度很高，加工成本也高，以前主要用在模具加工行业，随着线切割技术的普及，加工成本的下降，一些钣金件也会使用线切割来加工，单纯的线切割只能加工平面的产品，不好折弯。线切割的速度也是三种里面最慢的一种，选择线切割通常是因为激光切割精度达不到零件的技术要求，或者是割出来的孔需要进一步加工，而激光加工出来的孔几乎就是做了热处理，非常难加工。最后一种加工方式就是激光了，如果数量不足以开模冲，精度要求不是特别高，而交货时间要及时，激光是个不错的选择。平板的激光切割件尺寸基本上都不会出什么问题，折弯的零件都是在激光切割好以后手工进行的，尺寸和折弯角度常常会出现偏差，需要特别注意。当然激光切割使用的材料如果有特别要求也需要核实一下，因为实际厚度很少可以达到标出来的厚度。

加工件

加工件的质量控制和钣金相比更复杂一些，以为加工件的材料会涉及到不锈钢，普通钢材和合金铝，个别零件还需要对材料进行热处理或表面处理。具体来说，加工件质量问题主要会出在以下几个方面，

• 材质，如果是要求使用304不锈钢的就不好用201的材料来做，部分需要焊接的铝件也需要使用正确的铝合金，否则焊接部位很容易出现开裂泄漏等问题。
• 热处理，传动机构中用到的轴销，齿轮，齿条等零件需要承受很大的力，这些零件需要选用40Cr等合金钢来做，加工到位后做高频淬火。一些关键部位用到的铝合金零件还需要做T6处理，以达到需要的硬度。热处理的检测一般就是通过硬度计来打零件的硬度，看是否与图纸上的要求相符，图纸上硬度的要求都是参照机械设计手册的理论值，实际硬度和图纸要求相符的情况下不能表明零件在实际使用中不会出现问题，如果参照已经在使用的类似零件的硬度要求可能更保险一些。
• 尺寸，光洁度，相对来说尺寸是最容易检验的，但是一个零件上的尺寸太多，每个标注出来的尺寸都检验是不可能的，并且没有必要。一般来说重点控制的是使用中需要用到的尺寸，一些无关紧要的尺寸不会做特殊要求，这一点在图纸的公差标注上很容易看出来。如果几种零件组装成一件完整的产品，在检验这些零件的时候最好拿相关的零件进行组装来看尺寸配合如何。光洁度一般都是针对孔和轴表面的要求，光洁度不能满足要求的时候会增加装配的难度，减少配合的零件的使用寿命，需要特别注意。
• 螺纹，首先要保证螺纹的完整性，烂牙的螺纹连接别的零件非常不安全，更没有办法达到密封的要求。螺纹相配的螺柱或者螺母之间的配合不能太松，特别是一些大的受力件上的螺纹。标准的公制螺纹一般不会存在做错的情况，英制的螺纹和锥管螺纹就需要特别注意了，英制螺纹除了讲大小之外还要明确指出多少牙，否则很容易出问题。锥管螺纹是一种有锥度的用于液体或者气体管路密封的一种螺纹，分PT螺纹和NPT螺纹两种，最常用的NPT1/8和PT1/8螺纹只差一牙，但是两种一定不能互换，否则很容易出现泄漏。锥管螺纹因为是靠螺纹的锥度密封这意味着攻螺纹的深度需要特别注意，如果攻入的太深接头拧上去很松，就失去了密封性。在沙漠车上，英制螺纹和锥管螺纹主要用在油箱，刹车和助力转向管路上。
• 表面处理，为了防止生锈，非不锈钢做出来的零件如果最后不做喷涂一般都需要镀锌处理，防止在使用中生锈，影响车子的性能，已经淬火的合金钢如果要镀锌一定需要专业的厂家来做，否则很容易出现氢脆现象，镀出来的零件丢在水泥地上甚至都会自己断掉。镀锌一般对零件的尺寸不会有太大的影响，如果是镀铬就需要注意了，镀铬层有一定的厚度，严重的时候甚至会影响到零件的配合。部分铝件为了美观起见也会做阳极氧化处理，同样条件下做阳极氧化，铝材的材料不同，出来的颜色很可能都不同，这一点需要特别注意。

未完，二楼继续。。。

[ 本帖最后由 webaroo 于 2009-11-1 21:27 编辑 ]

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气体保护焊 均匀致密的气体保护焊焊缝，沙漠车车架采用这种工艺焊接，好的焊接焊点均匀，焊缝没有积碳，焊疤光亮无氧化现象。 上面的零件准备好以后需要连接在一起，车架制作阶段的连接是通过焊接实现的，基本上算是永久性的，以后也很少改动。车架的整体强度除了和选用的钢管材料粗细厚度结构有关系以外，焊接起到很大的作用。钢管相交的位置受力一般都比较大，如果焊接不牢固会大大削弱整车的车架强度。整个车子的制作过程会用到两种焊接方式，一种是氩弧焊，还有一种是二氧化碳气体保护焊，车身的焊接量比较大，一般采用的是气保焊，转向节，油箱等比较精细的关键部件和铝件使用氩弧焊比较多一些。气保焊丝一般采用国际标准要求的AWSER70S-6镀铜焊丝，焊丝表面镀铜据说可以防锈，增加导电性能，还可以保证焊丝表面的光洁度，送丝不会卡死。但是国外一些焊接方面的资料并不是特别赞同使用镀铜的焊丝，据说在焊接过程中铜会掺杂到焊疤里影响焊接部位的强度，不管怎么说目前国内最常用的还是这镀铜的焊丝。沙漠车制作过程中焊接的检验其实非常的表面，一般只是通过肉眼观察焊疤的完整性和外观，至于焊接强度很少工厂有条件进行检测，这时候焊接质量主要依靠提高焊接工人的技术和质量意识了。在有好的参照样本和完善的焊接设备的情况下一般的焊接工人经过一段时间的锻炼都可以达到焊接车身的水平。需要注意的一点是焊接对人身的伤害比较大，焊接工人首先要注意的一点就是懂得在工作中保护自己。国外一些谈到飞机引擎固定架焊接工艺的书籍上讲要保证焊缝的强度，焊接位置的清理工作非常重要，要保证焊缝连接的地方没有油污碎屑等杂质，焊接的时候停顿的地方因出现黑烟引起的积碳也需要先清理才能继续焊下去，实际的操作中一般只是在焊接前清理焊接位置，对焊接过程中出现的积碳很少做处理，这是一个潜在的问题，不过目前还没有在车身上发现焊缝开裂的情况。 氩弧焊 氩弧焊焊接的铝件，焊缝均匀致密，焊点更小，密封性非常好 和气保焊相比氩弧焊速度要慢很多，但是氩弧焊的焊缝宽度可以控制，焊疤比较整洁，一般车上的转向节和铝制油箱都使用这种工艺焊接，转向节在车上的受力非常大，沙漠车在沙漠里飞的时候有时会单轮着地，整个车子的重量全都在一边的转向节上，曾经因为选材，制作工艺和焊接断裂过几次，几经改进才解决这个问题。氩弧焊焊接有两个问题需要注意，一个是焊接变形，使用氩弧焊焊接的零件结构都比较复杂，涉及到的安装位置比较多，焊接会造成零件因局部温度过高而产生应力变形，一般解决方法是同时焊接30件或更多的零件，每个零件在点起来以后焊接一小段，轮流焊下去，这样每一件零件都有一定的冷却时间，不致变形太厉害，并且下一轮焊接的位置最好和上一次相对，这样即使变形整个零件也会比较均匀，便于焊接结束后调整。还有一个问题是焊接牢固程度，氩弧焊是通过把焊接工件烧溶并且适当的添加焊丝达到连接的目的，焊丝的选材这时候就比较重要，最好选和焊接工件相同或者是接近的焊材，否则会出现焊缝分层等问题。油箱水罐等铝焊还需要注意焊缝的渗漏问题，首先焊材要选对，避免焊缝产生气孔，焊接位置清理干净，最好用专用的清理剂清理，焊接工人要细心，在工艺正确的情况下保证焊缝的密封性并不是很难，但是如果第一次焊接出现泄漏下面的补救就比较费劲，并且补过的焊疤也比较难看。 表面处理 车架焊接完成后需要清理一遍，主要是去掉气保焊焊接过程中出现的焊渣，这一过程需要检查车架上的每一根管子上的每一块钣金和加工件焊缝，然后使用工具去除飞溅出来的焊渣。下一个重要的步骤就是表面处理了，一般沙漠车的车架都使用静电喷涂技术来处理，因为沙漠车需要在环境非常恶劣的沙漠地带行驶，温度不会太低，风沙也不是那么温柔，所以车架的表面喷涂层不能太娇嫩。工件在静电喷涂之前需要做表面处理，一般工厂表面处理分为两种酸洗磷化或者抛砂，目的都是去除工件表面的油污和其它杂质，提供图层的附着性。一般小的工件，不受力，没有封闭腔体结构的工件进行酸洗处理，其余工件只能进行抛砂处理。酸洗和镀锌一样会使高强度的工件产生氢脆问题，而酸洗的药水进入封闭腔体很难在短时间里流出，时间久了会严重腐蚀工件，酸洗一般在水池中进行，太大的工件放置和移动比较困难，一般不采用酸洗处理。抛砂是比较野蛮的一种表面处理方法，主要是把工件的表面打毛，同时去除表面的油污杂质，抛砂需要在专用的车间有抛砂工人操作。抛砂过的工件表面显示金属本来的亮灰色，满是肉眼可见的小坑，沙漠车的车架就是使用这种工艺处理的，抛砂面临的一个最困难的问题是保证车架的每个角落都能均匀地抛到。抛砂车间里沙尘飞扬，抛砂工人全副武装，能见度非常低，而车身结构比较复杂，很难保证某个角落不被遗忘。如果抛砂工人对车架结构熟悉，中途可以检查抛砂效果，这个问题就比较好控制。抛砂遗漏的位置如果本身沾了油，涂层附着不好，很容易脱落，除了重新喷砂喷涂返工的代价比从头做起更高。做过表面处理的工件一定不要赤手去碰，特别是夏天的时候，因为手上可能会有油污汗渍，碰过的地方会很快生锈造成粉末附着性变差。 钢砂的选择 抛砂中使用的材料主要是钢砂，沙漠车车架抛砂使用的钢砂不宜太细，太细在抛的过程中都形成灰尘无法继续使用，并且太细达不到应有的效果；也不宜太粗，太粗会造成工件表面的坑太大，涂层无法完全补平，并且可能会影响工件强度。 成品的保护 车架的表面喷涂，好的喷涂表面平整有光泽，无凹坑，粉末堆积刮痕等问题。 喷涂一般由专业工厂进行，喷涂需要注意的是粉末的选择，沙漠车所有喷涂工件必须使用室外粉，室内粉暴露在阳光下时间一长很容易开裂褪色，不能起到应有的保护作用。在粉末选择正确，工艺完善的情况下重点是对结果的确认了，喷涂的工件表面要平整，有光泽，无漏喷划痕等问题，但是不管什么问题这时候发现都已经晚了，修补过的和一次做好完全两样，换句话说静电喷涂的质量控制对象应该是加工过程，过程正确一般都会有满意的结果。确认合格的产品在搬运和安装过程要注意碰撞，摩擦，并且避免与刹车油，转向液压油等腐蚀性油类接触。总结 这些是沙漠车车架制作工艺中常见的一些质量问题，每个步骤和工艺还都会有这样和那样的细节问题，不一一列举，但是有一个地方需要注意，出现的问题不好绕过，绕过了下面的麻烦会更大。出现了问题更不能变通将就，自己不重视质量车子整体品质就没有办法提高。出现问题要想办法从根本上解决，或者是改进工艺，或者是更换材料，或者是修改设计，如果只是单纯地就事论事下次还要为同样的问题继续折腾。同时要培养工人的质量意识，现场操作工人最清楚自己做的工件存在什么问题，但是不是每个管理人员都能从工人那里了解到问题的详细情况，这就是管理的问题了。

[ 本帖最后由 webaroo 于 2009-11-1 21:26 编辑 ]

大鼠

焊接的好手艺。。