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车身焊接

作者: 臧联防

  (接上期)
  十一、二氧化碳保护焊常见焊接缺陷及原因分析
  
  1 咬边
  咬边是指焊接部位两侧的母材由于过热而形成轻微的沟槽(图38),使钢板的横截面减小。咬边部位通常会产生应力集中,加之母材由于过热变薄将严重降低焊接区域的强度。
  产生咬边的原因有:焊枪倾角不合适;电弧过长;焊枪保持不稳定;焊接速度太快或电流设置太大等。
  2 焊瘤
  焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上,这种未能和母材熔合在一起而堆积的金属叫焊瘤(图39),也称飞边。角焊接比对接焊更容易产生焊瘤,通常会由于应力集中而出现过早腐蚀。
  产生焊瘤的原因有:焊接速度太慢;电弧太短;焊枪进给太慢;电流太小等。
  3 金属扭曲
  由于热量输入太高,导致平直的钢板金属表面起伏不平,产生金属扭曲现象。在车身上,由于受两侧钢板挤压,这种情况会转变为变形,通常情况下这种变形为凹陷变形(图40)。可以采取以下方法避免金属扭曲:焊接时将焊接参数设置调小一些:焊接期间让焊接部位充分冷却;采用跳焊法或增加焊枪移动的速度。
  4 飞溅过多
  飞溅过多表现为在焊接区域两侧的金属表面上堆积有很多熔化的焊丝斑点(图41)。飞溅物的破坏性很强,落在车内座椅、内饰板、仪表台等部位会造成烫伤,落在玻璃上会造成玻璃烧蚀后出现凹坑,所以,焊接前一定要使用防火毯将相应部位进行防护(图42)。
  导致飞溅过多的原因有:使用了错误的焊接气体;电弧太长;焊枪倾角不正确;母材表面生锈等。
  5 气孔
  气孔是指在焊接过程中,焊缝区域内存在很多小孔(图43)。
  产生气孔的主要原因有:焊丝上粘有油污、脏物或焊丝生锈;焊缝冷却太快;电弧太长;保护气体密封不良;使用了错误的焊接气体;气体喷嘴破损;焊接气流产生扰动;使用了不正确型号的焊丝;金属表面受到锈迹、水分、油漆等污染。
  6 熔穿
  烧穿的主要特征是焊缝在母材的底部发生下陷,或焊缝中有小孔洞出现,有时焊丝会穿透焊缝到达金属的背面(图44)。
  导致烧穿的主要原因有:焊接电流太大;连接部位的距离太远;焊枪移动速度太慢;焊枪与钢板之间的距离太近。
  
  7 未熔透
  顾名思义,未熔透指焊接热量没有将母材充分熔化,通常还会伴有焊缝部位过高,这样将会增加后期的打磨工作量(图45)。
  导致未熔透的主要原因有:电流过小;电弧过长;焊丝端部没有对准两层金属板的对接位置;没开破口;焊接速度太快等。
  8 焊缝裂纹
  焊缝裂纹是焊接过程中常见的一种严重缺陷。在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊缝中局部产生的裂缝,特别在焊接结束时的收枪位置更容易出现。主要原因有:加热量过大引起的金属过分收缩及扭曲导致焊缝开裂;熔敷材料不正确;焊缝处存在应力;焊缝表面有油漆、油污、锈斑等。焊接应降低焊接电流、焊丝进给的速度同时增加焊枪移动的速度。一旦焊缝处出现较长的裂纹,应在焊缝裂口的起止点使用电钻分别钻出小的孔洞,这样以便消除焊接应力避免焊接后再次开裂。
  9 焊缝不均匀
  焊缝不均匀是指焊缝出现起伏波动、不平直的形状。为避免或减少焊缝不均匀情况的出现,焊接时应保持身体姿势稳定,剪短焊丝伸出长度,如果需要的话更换破损的导电嘴。
  导致焊缝不均匀的主要原因有:焊枪移动速度不稳定;焊枪保持不稳定;焊丝与导电嘴配合不良或送丝不畅。
  
  十二、二氧化碳保护焊焊接质量检验方法和标准
  
  车身修复的标准首先应确保车辆的安全性能,而焊接质量是关系到车身安全的一个重要环节。
  金属焊接前,应首先确保被焊接的不同块金属及焊丝能够相互熔合,即材料非常接近,有可熔性。另外,还需要将工件进行前期清洁处理,选择合适的焊接参数、保护气体及流量,掌握熟练的焊接方法和技术,以及良好的作业环境等。只有做到以上几点才能获得高质量的焊接。其中,通过试焊找出合适的焊接电流及出丝速度至关重要,它是决定焊接质量的重中之重。试焊时,应在相同材质、厚度的金属上进行。
  焊接质量可以通过目测、焊缝测量及破坏等方法进行检验。
  目测检验是指通过肉眼观察焊缝的形状及外表,包括观察焊缝是否均匀、有无气孔、咬边、焊瘤、金属飞溅、工件扭曲情况,背面观察是否有未熔透、熔穿等情况,从而对焊接质量进行初步判断。
  焊缝测量是指对焊接后的焊缝高度、宽度,以及背面的焊疤宽度、高度进行测量,以检查是否达到要求。测量可以使用专用焊缝检测工具或游标卡尺,也可以在一块小的钢板边缘分别挖出豁口自制专用检验工具。
  破坏性检验是指将焊接后的成品破坏。对焊接质量是否达到要求进行最终检验。破坏检验的结果比较清晰,一目了然,各种焊接缺陷都将暴露无遗。相对于前两项检验方法,破坏性检验更加准确,更加具有权威性和说服力。破坏性检验通常可分为扭曲破坏和撕裂破坏两种方法。扭曲破坏适用于单点的塞孔焊、电阻焊,以及下部带有衬板的对接焊。塞孔焊、电阻焊检验的两块钢板应呈一定角度重叠摆放进行焊接,以便扭曲时夹持或握持。扭曲时,两只手戴上手套分别握住大力钳,一只手施加一个向下的力,另一只手同时施加一个向上的扭曲力,达到一定程度后,两只手施加的力量方向进行互换,如此反复,直至两块钢板被分开。此时观察焊接位置出现的孔洞是否符合要求,如果没有出现孔洞或孔洞小于标准值。说明焊接质量达不到质量要求。下部带有衬板的对接焊扭曲破坏时,应使用大力钳将上部两块钢板从边缘分别向上掀起,直到能够贴在一起,再使用大力钳夹紧固定,此时上部两块钢板与下部衬板呈T型状,然后使用另一把大力钳夹住下部衬板来回旋转扭动,直到下部衬板与上部钢板分开。根据裂口长度与焊缝长度相比判断焊接质量,如果裂口长度等于焊缝长度说明焊接质量可以保证。撕裂破坏适用于塞孔焊、电阻焊,同时也可满足对接焊和搭接焊的质量检验,但需要有专门的破坏试验台。撕裂破坏时,应分别夹紧两块焊接后的钢板,然后启动液压泵,将两块钢板分开,根据撕开后的裂口长度及直径是否达到要求检验焊接质量。扭曲破坏和撕裂破坏两种方法施加的角度、方向有所区别,破坏后的结果也有所不同,通常情况下,塞孔焊和电阻焊撕裂破坏后的孔洞直径,大于扭曲破坏后的孔洞直径。
  车身钢板焊接后,很难采取上述破坏方法进行检验。但对于塞孔焊和电阻焊,可以使用錾子,伸进两层钢板之间,使用手锤击打焊点,通过观察焊点部位是否开焊或开裂位置检验焊接质量。如果对焊接有一定的经验,通过观察焊缝的外观及背面的熔透情况,也可以对焊接质量做出准确的判断。
  以下为常用厚度的钢板(1mm)焊接质量检验标准。前提是通过目测没有发现气孔、咬边、焊瘤、未熔透、熔穿孔等严重焊接缺陷,否则不需要进行焊缝测量及破坏检验。对接焊两块钢板之间要求留出缝隙宽度0.5~1.5mm,下部带有衬板的对接焊要求留出2-3mm的间隙,塞孔焊采用直径为8mm的孔。
  1 对接焊
  对接焊的焊缝宽度小于等于5mm。焊缝高度不大于3mm。背面焊疤宽度0~3mm,高度不大于1.5mm。撕裂破坏后裂口应从焊缝以外的一侧钢板断开,裂口长度与焊缝长度相等。
  2 下部带有衬板的对接焊与搭接焊
  下部带有衬板的对接焊与搭铁焊焊缝宽度不小于5mm,不大于10mm,焊缝高度不大于3mm。背面焊疤宽度0-5mm,高度不大于1.5mm。扭曲破坏后裂口应从下部衬板的焊接位置断开,裂口长度与焊缝长度相等。
  3 塞孔焊
  塞孔焊正面焊疤直径为10~13mm。焊疤高度不大于3mm。背面焊疤直径为0~10mm,高度不大于1.5mm。扭曲或撕裂后下部钢板孔洞直径不小于9mm。(未完待续)
论文来源:《汽车维修与保养》 2011年第1期
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