焊接技術(shù)在承載式車身修復中的應用

汽車車身是駕駛員的工作場所，也是容納乘客和貨物的場所。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、耐用的方向進一步發(fā)展，與之相適應，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、中大型客車以及對車架剛度要求很高的車輛，如越野車等。這種車身具有很強的承載能力和抗扭剛度，結(jié)構(gòu)簡單，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，對強度的影響不大；為了達到設計的車身強度，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，載荷主要由車架承受，車身也承受一部分。這種車身的優(yōu)點是可以減少非承載式車身相對于車架位移時發(fā)出的噪聲而設計的，但是由于質(zhì)量大現(xiàn)在很少采用。

1.3 承載式車身為適應汽車燃油經(jīng)濟性、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)動機、懸架等直接安裝在車身上，車身承受所有的載荷，充當車架。承載式車身由鋼（較先進的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成。成型的車架是個帶有坐艙、發(fā)動機艙和底板的骨架。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用。與傳統(tǒng)的非承載式車身相比，這種車身的優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾個方面：

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。

②生產(chǎn)性好。采用點焊和多工位自動焊接等先進的生產(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散，對沖擊能量的吸收性能好。

作為整個車體的承載結(jié)構(gòu)，它對操縱性能、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%的高強度鋼（HSS）和超高強度鋼（UHSS），大量的加熱會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身的修復。

2承載式車身的焊接修復方法

氣體保護焊主要有惰性氣體保護焊、活性氣體保護焊兩類。對于車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焊（TIG）一般用于修理汽車發(fā)動機的燃燒室和活塞頭，很少用于車身修理；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，故實際應用非常廣泛；而在車身制造中被大量應用的電阻點焊，現(xiàn)在承載式車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。應選用車身專用焊機，因為厚度1.0mm左右的承載式車身板件，焊接時要求電流小而平穩(wěn)，否則容易焊穿。而非車身專用焊機，隨著電網(wǎng)電壓的變化，焊接時電流不穩(wěn)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的車身焊接專用焊絲。因為焊接薄板時，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程穩(wěn)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(wěn)定，飛濺小，又具有氧化性，克服了氬氣焊接時表面張力大，液體金屬粘稠，斑點易飄移等問題，同時對焊縫蘑菇形熔深有所改善，車身板件焊接時實用效果較好。而100%的二氧化碳作為保護氣體，焊接時會產(chǎn)生較大的熔深，容易導致薄板件焊穿。

④焊接方法。車身焊接時每個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，應按照汽車制造廠維修手冊作業(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 電阻點焊電阻點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。對于超高強度鋼，由于氣體保護焊的焊接熱量會破壞超高強度鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其強度降低，所以只能采用電阻點焊來修理。

2.2.1 電阻點焊的優(yōu)點

①焊接成本低，不需要焊絲、焊條、保護氣，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)便可焊接高強度鋼、高強度低合金鋼或低碳鋼工件，焊接熱量僅為氣體保護焊的一半，受熱范圍小，工件不易變形。
2.2.2 電阻點焊的操作要點

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(diào)整電極臂。電極臂的長度應盡量調(diào)的短一點，以使焊接壓力最大，應將電極臂和電極頭固定好，以免焊接過程中松動。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(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，即可按計劃分布的焊點施焊，焊點要比制造廠的焊點數(shù)多30%，且不能在原焊點上進行焊接。對于手提式點焊機，在連續(xù)焊接5~6個焊點后應停止一下，以冷卻焊機。正常使用過程中，電極會發(fā)生燒灼和積垢使電阻增大，通過焊件的電流就會減少，焊點的熔深變淺，導致焊點強度不夠。當焊接過程中發(fā)現(xiàn)電極頭發(fā)紅或飛濺增多，應及時用專用電極修整器或電極修磨器將電極端頭修磨好。一般的電阻點焊機的焊接電流能夠達到6000A左右，對于車身上一般的板件都能焊接。但是焊鍍鋅鋼板時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，對于一些超高強度鋼，焊接電流可能要達到9000A以上，否則焊點不能保證足夠的強度。

④焊點的檢驗。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，當兩板件厚度不一致時，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)量進行檢查，可參照圖2所示的方法拆解。根據(jù)斷口的清晰與否，直觀地判斷點焊質(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7～10mm處，打進深度以觀察到熔核形狀時為止（不得超過30mm），確認焊點無脫開后抽出扁口鏨并將檢驗處修平。

3結(jié)束語

焊接技術(shù)在車身修復中起著舉足輕重的作用，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，具有很大的使用價值。