焊接技術在車身修復中的應用

摘要：現代汽車車身修復的有效技術手段就是焊接技術，焊接技術和焊接工藝影響了車身修復的質量和效率。文章首先分析了車身的結構以及車身損傷情況，簡要說明了目前的焊接技術，接著介紹了幾類先進的焊接技術在車身修復中的應用，具體包括惰性氣體保護焊、電阻點焊、激光焊。車身修復人員需要針對不同的車身材料以及焊接技術的使用范圍，合理選擇焊接技術和焊接工藝，促進修復工作有效進行。

焊接是汽車制造業和汽車維修中需要進行的一個生產作業手段。隨著人們生活水平的提高，汽車數量越來越多，居民對汽車的質量問題越來越關心。另外汽車行駛性能的提高也帶來了汽車車身損壞問題，行駛速度的提高使得車身的損壞程度增加，車身損壞也成為普遍的現象。目前，私家車車身修復的重點問題是車身鈑金的更換和修復，車身的修復是通過鈑金和焊接工藝保證的。

1 焊接技術及車身損傷情況介紹

（1）焊接技術。

焊接技術按照焊接過程的物理特性可以分成三個主要方面。第一是熔化焊，熔化焊主要通過熱效應進行材料的焊接，金屬在加熱到一定溫度時會熔化，在兩個連接件之間加人填充金屬，在金屬冷卻凝固之后就形成了一個整體。根據金屬熔化的方式不同，熔化焊可以細分為氣焊、電弧焊、等離子加熱焊接等。目前汽車車身修復中應用最多的就是氣焊和電弧焊。第二是壓力焊，壓力焊是采用電機加熱的方法，對焊接部位進行加熱并且施加一定的壓力，保證連接件可以緊密結合。其中，電阻點焊技術是車身連接起來的必要程序，由于車身的材料和厚度限制，電焊不會產生較大的變形，所以在車身的修復中應用廣泛。進行電阻焊時，應保證沿著車身同一方向焊接是連續的，確保車身不會發生應力集中和開裂現象。第三就是釬焊。釬焊所使用的填充材料是釬料，釬料的熔點通常低于連接件材料的熔點，將釬料熔化后滴在連接處，冷凝后便可以實現連接件結合。這個焊接技術受到現代汽車車身材料的限制，使用范圍是有限的。

（2）車身損傷情況。

現代汽車車身的結構可以概括為兩大主要類型，即承載式和非承載式車身。另外有學者也針對汽車的碰撞破壞設計了焊接技術和工藝。車身的材料為鋼板，而且車身的壁厚相對較薄，車身的成型方式多為沖壓模沖壓成型，然后通過焊接形成整個車身外貌。車身的結構包括發動機罩、頂蓋、前后車門、車門支撐、后翼板、行李箱蓋等，汽車發生碰撞事故時，受力破損的部位包括前面、后面、側面，在碰撞損傷之后，都可以通過焊接技術進行修復。汽車的車身在碰撞時受力大小、受力方向對損壞情況產生重要影響，需要結合整個車身進行受力分析，判斷車身破損情況。車身碰撞修復的首要條件就是對車身的損傷程度進行準確判斷，應用較為廣泛且效果較好的就是有限元分析方法，還有學者通過碰撞仿真進行碰撞檢測，分析破損情況。

2 先進焊接技術在車身修復中的應用

現代化的車身材料方面多采用新型的材料和制造工藝，傳統的車身材料為低碳鋼，低碳鋼具有較好的焊接性能，在加熱和冷卻后強度變化不大，但是低碳鋼材質偏軟，需要增加材料的厚度。現代的車身材料多為高強度鋼和超高強度鋼，由于這些材料的焊接有一定的要求，且焊接完成后強度會下降，所以對現代化的焊接工藝提出了更高要求。現代化的焊接技術主要包括:惰性氣體保護焊、電阻點焊、激光焊。

（1）惰性氣體保護焊。

汽車車身板材的厚度約1 mm，焊接電流要非常平穩并且使用小電流，由于多數的車身焊接電機是工業電焊機，導致焊接電流多變，不平穩，電壓網絡的變化對于車身薄板焊接是非常不利的。所以惰性氣體保護焊的電機要選擇專用電焊機。惰性氣體保護焊的焊絲要選擇焊絲直增加，減小變形。對于車身頂蓋的修復，電阻點焊已經逐漸被激光焊接所代替，激光焊接不僅修復效率高，還可以有效保證焊接點的質量，激光焊接的焊接深度大，對于較厚的低碳鋼車身修復具有良好的修復效果，且對于異性材料的焊接效果比
其它焊接效果更好。側面的修復焊接時，激光焊接可以減少點焊的焊點數量，增加電焊的平滑效果。

3 汽車車身

汽車車身破損問題增加，且破損的種類和程度繁多，車身修復人員需要對車身的板材屬性、焊接控制問題、熱應力變形等問題充分認識，對影響汽車車身破損的關鍵因素有所了解。另外隨著科學水平的提高，車身修復人員需要學習新的焊接知識，并將其轉化為實際應用，在汽車修復診斷的過程中注意記錄修復情況.不斷總結積累經驗.提高車身修復的質量和效率。

4 熔煉與澆注

該零件采用中頻感應爐進行鋼水的熔煉，配料為:鋁絲為0.12 kg，除渣劑為0.98 kg， CaSiMn為 0.26 kg，普通碳素鋼邊角料 為 115 kg, 中錳為13 kg, 高錳為13 kg。鋼水的澆注溫度為1575~1595丈，熔煉溫度為1615~1635丈。為了保證型殼具有良好的高溫強度和燒盡殼模內的殘蠟 、有機物等物質，使鋼水能夠快速完全澆足整個型腔，澆注時，必須遵循紅殼澆注的原則，也就是要同時保證型殼的焙燒時間不能少于30 min和型殼的焙燒溫度要不得低于1050丈。澆注完成后，將鑄模放人沙車進行空冷，空冷時間為25min。

5 熱處理

熔模鑄件經過清理工藝之后，將高錳鋼加熱到950丈以上保溫固溶，然后直接水淬，從而將高溫下的奧氏體組織保持到室溫，也就是我們通常所說的“水韌處理工藝” 但是，該零件采用常規的熱處理后會在表面形成一層氧化皮。在實際生產中，一般都是采用拋丸工藝，來進行去除氧化皮的處理。

為了解決磁性不達標的問題，對傳統“水韌處理工藝”進行了改進。首先，將網帶式熱處理爐分為前后兩段，前段為加熱段，后段為冷卻段。熱處理時，將分解氨氣氛通人到網帶爐中，使鑄件在加熱和冷卻的過程中都受到還原性氣氛的保護。其次，在冷卻段布置冷卻水道對爐體進行冷卻，鑄件不與冷卻水直接接觸。改進后的熱處理工藝曲線如圖1 所示。為了提高生產效率，生產中常采用盡可能快的加熱和冷卻速度。雖然高錳鋼的傳熱性不好，但由于鑄件比較細小，快速加熱和冷卻時，也不會產生裂紋。

6 結語

以高錳鋼材質，采用熔模鑄造工藝和改進的熱處理爐之后，生產出了合格的汽車深孔薄壁鑄件產品。產品不僅達到了所要求的表面質量要求和尺寸精度，還滿足了無磁性的要求，產品合格率達到了96%以上。與用銅鋅合金熱鍛法生產的深孔薄壁零件相比，采用高錳鋼的熔模鑄造工藝生產的零件，成本降低了 45%?55%,其經濟效益非常可觀。