焊接技術(shù)在承載式車身修復(fù)中的應(yīng)用

汽車車身是駕駛員的工作場(chǎng)所，也是容納乘客和貨物的場(chǎng)所。隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的開發(fā)與研究，汽車車身正朝著更安全、節(jié)油、舒適、耐用的方向進(jìn)一步發(fā)展，與之相適應(yīng)，車身修理中的焊接方法也發(fā)生了變化。

1車身的分類
按受力情況汽車車身可分為非承載式、承載式和半承載式三類。

1.1 非承載式車身傳統(tǒng)的非承載式車身結(jié)構(gòu)是把裝飾性的鋼質(zhì)車身安裝在結(jié)構(gòu)鋼制成的車架上，主要用于大載重量的貨車、中大型客車以及對(duì)車架剛度要求很高的車輛，如越野車等。這種車身具有很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開發(fā)容易，生產(chǎn)工藝的要求較低。但鋼制大梁質(zhì)量沉重，車架占去全車總重的相當(dāng)部分；粗壯的大梁縱貫全車，影響整車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(tái)升高，使整車重心偏高等。非承載式車身的汽車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(duì)強(qiáng)度的影響不大；為了達(dá)到設(shè)計(jì)的車身強(qiáng)度，車身板件一般較厚；通常是用氧-乙炔氣體焊槍切割或焊。

1.2 半承載式車身車身與車架采用焊接、鉚接或者螺柱焊機(jī)，載荷主要由車架承受，車身也承受一部分。這種車身的優(yōu)點(diǎn)是可以減少非承載式車身相對(duì)于車架位移時(shí)發(fā)出的噪聲而設(shè)計(jì)的，但是由于質(zhì)量大現(xiàn)在很少采用。

1.3 承載式車身為適應(yīng)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性的需求，1940年前后出現(xiàn)了無梁結(jié)構(gòu)汽車車身，也即承載式車身，發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等直接安裝在車身上，車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架。承載式車身由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成。成型的車架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底板的骨架。這種車身是目前轎車的主流，在大中型客車上也得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的非承載式車身相比，這種車身的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①質(zhì)量小。由于車身采用薄鋼板沖壓成型的構(gòu)件組焊而成，因而質(zhì)量小、剛性好、抗變扭能力強(qiáng)。

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(kuò)散，對(duì)沖擊能量的吸收性能好。

作為整個(gè)車體的承載結(jié)構(gòu)，它對(duì)操縱性能、行駛性能與舒適性都有著決定性的影響，而且所用材料也有明顯不同。在承載式車身構(gòu)件中使用量超過70%的高強(qiáng)度鋼（HSS）和超高強(qiáng)度鋼（UHSS），大量的加熱會(huì)導(dǎo)致其強(qiáng)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身的修復(fù)。

2承載式車身的焊接修復(fù)方法

氣體保護(hù)焊主要有惰性氣體保護(hù)焊、活性氣體保護(hù)焊兩類。對(duì)于車身高強(qiáng)度低碳薄鋼板，目前熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG）是最好的一種焊接方法，但因其設(shè)備價(jià)格和使用成本太高，在一般修理廠中并不多用；而鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）一般用于修理汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室和活塞頭，很少用于車身修理；由于活性氣體保護(hù)焊（MAG）和熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG）焊接效果相近，且設(shè)備和使用成本相對(duì)較低，故實(shí)際應(yīng)用非常廣泛；而在車身制造中被大量應(yīng)用的電阻點(diǎn)焊，現(xiàn)在承載式車身修復(fù)中應(yīng)用也十分普遍。

2.1 活性氣體保護(hù)焊

①焊機(jī)的選用。應(yīng)選用車身專用焊機(jī)，因?yàn)楹穸?.0mm左右的承載式車身板件，焊接時(shí)要求電流小而平穩(wěn)，否則容易焊穿。而非車身專用焊機(jī)，隨著電網(wǎng)電壓的變化，焊接時(shí)電流不穩(wěn)定，對(duì)薄板的焊接不利。

②焊材的選用。應(yīng)使用牌號(hào)為AWS-ER70S-6、直徑0.6mm的車身焊接專用焊絲。因?yàn)楹附颖“鍟r(shí)，為了保證焊縫成形和不熔穿，應(yīng)降低焊接電流，為保證小電流的焊接過程穩(wěn)定，則要采用細(xì)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，并不適合承載式車身厚度1.0mm左右的板件。

③保護(hù)氣體的選用。保護(hù)氣體應(yīng)選用氬氣（75%）和二氧化碳（25%）的混合氣，電弧燃燒穩(wěn)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)易飄移等問題，同時(shí)對(duì)焊縫蘑菇形熔深有所改善，車身板件焊接時(shí)實(shí)用效果較好。而100%的二氧化碳作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的熔深，容易導(dǎo)致薄板件焊穿。

④焊接方法。車身焊接時(shí)每個(gè)板件所要求的焊接方法各有不同，常用的有對(duì)接焊、搭接焊和塞焊，應(yīng)按照汽車制造廠維修手冊(cè)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)焊是通過低壓電流流過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，它是承載式車身制造中最常見的一種焊接方法。對(duì)于超高強(qiáng)度鋼，由于氣體保護(hù)焊的焊接熱量會(huì)破壞超高強(qiáng)度鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度降低，所以只能采用電阻點(diǎn)焊來修理。

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(hù)氣，無焊接金屬需要打磨。

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(nèi)便可焊接高強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度低合金鋼或低碳鋼工件，焊接熱量?jī)H為氣體保護(hù)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(qiáng)度，所以焊接前必須將這些雜物從焊件表面清除干凈。

②調(diào)整電極臂。電極臂的長(zhǎng)度應(yīng)盡量調(diào)的短一點(diǎn)，以使焊接壓力最大，應(yīng)將電極臂和電極頭固定好，以免焊接過程中松動(dòng)。電極頭與板件表面應(yīng)保持垂直，否則焊接電流減弱，焊接強(qiáng)度不夠。

③焊接。按焊接規(guī)范選定有關(guān)參數(shù)和電極，確定焊件的相互位置并用大力鉗等專用工具夾緊后，即可按計(jì)劃分布的焊點(diǎn)施焊，焊點(diǎn)要比制造廠的焊點(diǎn)數(shù)多30%，且不能在原焊點(diǎn)上進(jìn)行焊接。對(duì)于手提式點(diǎn)焊機(jī)，在連續(xù)焊接5~6個(gè)焊點(diǎn)后應(yīng)停止一下，以冷卻焊機(jī)。正常使用過程中，電極會(huì)發(fā)生燒灼和積垢使電阻增大，通過焊件的電流就會(huì)減少，焊點(diǎn)的熔深變淺，導(dǎo)致焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠。當(dāng)焊接過程中發(fā)現(xiàn)電極頭發(fā)紅或飛濺增多，應(yīng)及時(shí)用專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(jī)的焊接電流能夠達(dá)到6000A左右，對(duì)于車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(duì)于一些超高強(qiáng)度鋼，焊接電流可能要達(dá)到9000A以上，否則焊點(diǎn)不能保證足夠的強(qiáng)度。

④焊點(diǎn)的檢驗(yàn)。憑外觀檢查來判斷其焊接質(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(dāng)兩板件厚度不一致時(shí)，以薄板尺寸為準(zhǔn)；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，如屬于車身蒙皮、外板等覆蓋件，戴手套抹拭不得掛絲。破壞性試驗(yàn)對(duì)焊件焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查，可參照?qǐng)D2所示的方法拆解。根據(jù)斷口的清晰與否，直觀地判斷點(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)深度以觀察到熔核形狀時(shí)為止（不得超過30mm），確認(rèn)焊點(diǎn)無脫開后抽出扁口鏨并將檢驗(yàn)處修平。

3結(jié)束語(yǔ)

焊接技術(shù)在車身修復(fù)中起著舉足輕重的作用，活性氣體保護(hù)焊（25%CO2+75%Ar）和電阻焊聯(lián)合應(yīng)用，能夠相互彌補(bǔ)不足，提高焊接質(zhì)量和速度，具有很大的使用價(jià)值。