焊接技術(shù)在承載式車(chē)身修復中的應用
- 2018-08-21 13:11:00
- 陸啟蒙 原創(chuàng )
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汽車(chē)車(chē)身是駕駛員的工作場(chǎng)所,也是容納乘客和貨物的場(chǎng)所。隨著(zhù)新技術(shù)、新工藝、新材料的開(kāi)發(fā)與研究,汽車(chē)車(chē)身正朝著(zhù)更安全、節油、舒適、耐用的方向進(jìn)一步發(fā)展,與之相適應,車(chē)身修理中的焊接方法也發(fā)生了變化。
1車(chē)身的分類(lèi)
按受力情況汽車(chē)車(chē)身可分為非承載式、承載式和半承載式三類(lèi)。
1.1 非承載式車(chē)身傳統的非承載式車(chē)身結構是把裝飾性的鋼質(zhì)車(chē)身安裝在結構鋼制成的車(chē)架上,主要用于大載重量的貨車(chē)、中大型客車(chē)以及對車(chē)架剛度要求很高的車(chē)輛,如越野車(chē)等。這種車(chē)身具有很強的承載能力和抗扭剛度,結構簡(jiǎn)單,開(kāi)發(fā)容易,生產(chǎn)工藝的要求較低。但鋼制大梁質(zhì)量沉重,車(chē)架占去全車(chē)總重的相當部分;粗壯的大梁縱貫全車(chē),影響整車(chē)的布局和空間利用率,大梁的厚度使安裝在其上的坐廂和貨廂的地臺升高,使整車(chē)重心偏高等。非承載式車(chē)身的汽車(chē)采用的鋼板材料主要是低碳鋼,塑性好、便于加工,可焊性較好,焊接中加熱再冷卻,對強度的影響不大;為了達到設計的車(chē)身強度,車(chē)身板件一般較厚;通常是用氧-乙炔氣體焊槍切割或焊。
1.2 半承載式車(chē)身車(chē)身與車(chē)架采用焊接、鉚接或者螺柱焊機,載荷主要由車(chē)架承受,車(chē)身也承受一部分。這種車(chē)身的優(yōu)點(diǎn)是可以減少非承載式車(chē)身相對于車(chē)架位移時(shí)發(fā)出的噪聲而設計的,但是由于質(zhì)量大現在很少采用。
1.3 承載式車(chē)身為適應汽車(chē)燃油經(jīng)濟性、環(huán)保性的需求,1940年前后出現了無(wú)梁結構汽車(chē)車(chē)身,也即承載式車(chē)身,發(fā)動(dòng)機、懸架等直接安裝在車(chē)身上,車(chē)身承受所有的載荷,充當車(chē)架。承載式車(chē)身由鋼(較先進(jìn)的是鋁)經(jīng)沖壓、焊接而成。成型的車(chē)架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機艙和底板的骨架。這種車(chē)身是目前轎車(chē)的主流,在大中型客車(chē)上也得到了廣泛應用。與傳統的非承載式車(chē)身相比,這種車(chē)身的優(yōu)點(diǎn)體現在以下幾個(gè)方面:
①質(zhì)量小。由于車(chē)身采用薄鋼板沖壓成型的構件組焊而成,因而質(zhì)量小、剛性好、抗變扭能力強。
②生產(chǎn)性好。采用點(diǎn)焊和多工位自動(dòng)焊接等先進(jìn)的生產(chǎn)方式,使車(chē)身組焊后的整體變形小,生產(chǎn)效率高,質(zhì)量保障性好。
③安全性好。重心低且能均勻承受載荷并加以擴散,對沖擊能量的吸收性能好。
作為整個(gè)車(chē)體的承載結構,它對操縱性能、行駛性能與舒適性都有著(zhù)決定性的影響,而且所用材料也有明顯不同。在承載式車(chē)身構件中使用量超過(guò)70%的高強度鋼(HSS)和超高強度鋼(UHSS),大量的加熱會(huì )導致其強度下降或者被破壞,故氧-乙炔焊和焊條電弧焊禁止用于承載式車(chē)身的修復。
2承載式車(chē)身的焊接修復方法
氣體保護焊主要有惰性氣體保護焊、活性氣體保護焊兩類(lèi)。對于車(chē)身高強度低碳薄鋼板,目前熔化極惰性氣體保護焊(MIG)是最好的一種焊接方法,但因其設備價(jià)格和使用成本太高,在一般修理廠(chǎng)中并不多用;而鎢極惰性氣體保護焊(TIG)一般用于修理汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的燃燒室和活塞頭,很少用于車(chē)身修理;由于活性氣體保護焊(MAG)和熔化極惰性氣體保護焊(MIG)焊接效果相近,且設備和使用成本相對較低,故實(shí)際應用非常廣泛;而在車(chē)身制造中被大量應用的電阻點(diǎn)焊,現在承載式車(chē)身修復中應用也十分普遍。
2.1 活性氣體保護焊
①焊機的選用。應選用車(chē)身專(zhuān)用焊機,因為厚度1.0mm左右的承載式車(chē)身板件,焊接時(shí)要求電流小而平穩,否則容易焊穿。而非車(chē)身專(zhuān)用焊機,隨著(zhù)電網(wǎng)電壓的變化,焊接時(shí)電流不穩定,對薄板的焊接不利。
②焊材的選用。應使用牌號為AWS-ER70S-6、直徑0.6mm的車(chē)身焊接專(zhuān)用焊絲。因為焊接薄板時(shí),為了保證焊縫成形和不熔穿,應降低焊接電流,為保證小電流的焊接過(guò)程穩定,則要采用細焊絲。而直徑0.8mm的焊絲只適合焊接厚度為1.5~2.5mm的鋼板,并不適合承載式車(chē)身厚度1.0mm左右的板件。
③保護氣體的選用。保護氣體應選用氬氣(75%)和二氧化碳(25%)的混合氣,電弧燃燒穩定,飛濺小,又具有氧化性,克服了氬氣焊接時(shí)表面張力大,液體金屬粘稠,斑點(diǎn)易飄移等問(wèn)題,同時(shí)對焊縫蘑菇形熔深有所改善,車(chē)身板件焊接時(shí)實(shí)用效果較好。而100%的二氧化碳作為保護氣體,焊接時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的熔深,容易導致薄板件焊穿。
④焊接方法。車(chē)身焊接時(shí)每個(gè)板件所要求的焊接方法各有不同,常用的有對接焊、搭接焊和塞焊,應按照汽車(chē)制造廠(chǎng)維修手冊作業(yè);采用分段焊接,使每條焊縫都充分冷卻,從而防止板件變形。
2.2 電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)焊是通過(guò)低壓電流流過(guò)夾緊在一起的兩塊金屬產(chǎn)生電阻熱,局部熔化并施加壓力使之焊接在一起的焊接方法。點(diǎn)焊非常適合薄鋼板的搭接焊,它是承載式車(chē)身制造中最常見(jiàn)的一種焊接方法。對于超高強度鋼,由于氣體保護焊的焊接熱量會(huì )破壞超高強度鋼的內部結構,使其強度降低,所以只能采用電阻點(diǎn)焊來(lái)修理。
2.2.1 電阻點(diǎn)焊的優(yōu)點(diǎn)
①焊接成本低,不需要焊絲、焊條、保護氣,無(wú)焊接金屬需要打磨。
②清潔,不產(chǎn)生煙霧。
③焊接部位靈活,且適合鍍鋅板的焊接。
④焊接質(zhì)量高、速度快,在一秒內便可焊接高強度鋼、高強度低合金鋼或低碳鋼工件,焊接熱量?jì)H為氣體保護焊的一半,受熱范圍小,工件不易變形。
2.2.2 電阻點(diǎn)焊的操作要點(diǎn)
①焊件的表面處理。由于焊件上的灰塵、油漆、油污及銹跡等會(huì )減小焊接電流,影響焊接強度,所以焊接前必須將這些雜物從焊件表面清除干凈。
②調整電極臂。電極臂的長(cháng)度應盡量調的短一點(diǎn),以使焊接壓力最大,應將電極臂和電極頭固定好,以免焊接過(guò)程中松動(dòng)。電極頭與板件表面應保持垂直,否則焊接電流減弱,焊接強度不夠。
③焊接。按焊接規范選定有關(guān)參數和電極,確定焊件的相互位置并用大力鉗等專(zhuān)用工具夾緊后,即可按計劃分布的焊點(diǎn)施焊,焊點(diǎn)要比制造廠(chǎng)的焊點(diǎn)數多30%,且不能在原焊點(diǎn)上進(jìn)行焊接。對于手提式點(diǎn)焊機,在連續焊接5~6個(gè)焊點(diǎn)后應停止一下,以冷卻焊機。正常使用過(guò)程中,電極會(huì )發(fā)生燒灼和積垢使電阻增大,通過(guò)焊件的電流就會(huì )減少,焊點(diǎn)的熔深變淺,導致焊點(diǎn)強度不夠。當焊接過(guò)程中發(fā)現電極頭發(fā)紅或飛濺增多,應及時(shí)用專(zhuān)用電極修整器或電極修磨器將電極端頭修磨好。一般的電阻點(diǎn)焊機的焊接電流能夠達到6000A左右,對于車(chē)身上一般的板件都能焊接。但是焊鍍鋅鋼板時(shí)的焊接電流比無(wú)鍍鋅層低碳鋼板增大約50%,鍍層越厚,越不均勻,所需電流越大,對于一些超高強度鋼,焊接電流可能要達到9000A以上,否則焊點(diǎn)不能保證足夠的強度。
④焊點(diǎn)的檢驗。憑外觀(guān)檢查來(lái)判斷其焊接質(zhì)量,如圖1所示。圖1a:檢查壓痕深度不得大于板厚的1/2,當兩板件厚度不一致時(shí),以薄板尺寸為準;圖1b:焊件表面不得有較為明顯的針孔;圖1c:焊件表面不用有明顯的焊接飛濺物,如屬于車(chē)身蒙皮、外板等覆蓋件,戴手套抹拭不得掛絲。破壞性試驗對焊件焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查,可參照圖2所示的方法拆解。根據斷口的清晰與否,直觀(guān)地判斷點(diǎn)焊質(zhì)量的好壞。也可用圖3所示的扁口鏨,沿焊件接縫楔入板間離焊點(diǎn)7~10mm處,打進(jìn)深度以觀(guān)察到熔核形狀時(shí)為止(不得超過(guò)30mm),確認焊點(diǎn)無(wú)脫開(kāi)后抽出扁口鏨并將檢驗處修平。
3結束語(yǔ)
焊接技術(shù)在車(chē)身修復中起著(zhù)舉足輕重的作用,活性氣體保護焊(25%CO2+75%Ar)和電阻焊聯(lián)合應用,能夠相互彌補不足,提高焊接質(zhì)量和速度,具有很大的使用價(jià)值。
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