减少薄板焊接变形的工艺措施_新闻_

徐金灿

[摘要]为了减小焊接变形，我们通过调整工序以及CO2气体保护焊的焊接工艺参数，使得产品在进行焊接时，达到了减小焊接变形的同时大大减少了对变形部位进行校正工作量，明显地提高了产品的外观质量，同时也在一定程度上縮短了生产周期，获得了较好的经济效益。

[关键词]CO2气体保护焊；客车蒙皮；机械张拉；塑性变形

中图分类号：U272 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0141-01

我国汽车行业中，尤其在客车生产中常多用CO2气体保护焊焊接薄板，焊接过程中很容易出现塑性变形，变形直接影响了产品的外观质量。本文首先介绍CO2气体保护焊的工艺特点，我公司的产品介绍；然后结合生产过程中出现的焊接变形问题，重点论述如何采用工艺措施将焊接变形减少到最小。

一、CO2气体保护焊工艺简介

大客车生产过程中，蒙皮即车体外层钢板与车体骨架的连接，过去多采用铆接，后采用手工电焊条电弧焊，现在已多采用CO2气体保护焊；CO2气体保护焊是在50年代出现的一种熔化焊新工艺，并获得迅速地推广与使用[1]。它具有明弧，无需清渣，焊接变形较小，焊接质量好，焊接生产率高，能进行全方位焊接成本低等优点。它的焊接成本是埋弧焊的40%，这些数据达到准确。是手工电弧焊的32-42%。这些特点使得CO2气体保护焊在国内外焊接生产中得到推广和应用，已基本取代了手工电弧焊[2-4]。

二、产品介绍及生产中出现的问题

1 产品介绍

我厂是一个以生产大客车为主的企业，2014年前我们主要产品以班车或长途汽车为主。这种车型的侧围蒙皮很窄，涨拉以后侧围蒙皮合到骨架上去，然后使用CO2焊机进行焊接，由于蒙皮窄，焊接的变形小，外观质量很容易保证。近年来，随着我国城市化建设发生了巨大的变化，城市的道路得到改善，随着人民生活水平的提高和城市生活节奏的加快，对城市公共交通提出了更高的要求，在满足客车可靠性和舒适性的基础上，对客车的外观要求即审美性方面也更趋完美[5]。根据客车市场需要2014年我厂投产了一批CA6105型客车，并定型为城市公交车。其特点是侧围蒙皮用整张蒙皮，宽度为1米、车长10﹒5米、板材厚度为1.2mm、材质Q235碳素钢。

2 工艺标准

焊接工艺参数是：

1）焊接电流：I=（90-120）A、

2）电弧电压：U=（18-22）V、

3）CO2气体流量：Q=（10-15）L/min

4）拉伸长度尺寸参数力25mm、焊高为3mm、焊距10mm、边角采用拖焊、焊长为20mm[6-7]。

检查标准：

1）蒙皮不允许有松动部位，直线度3/2000毫米（按2米尺板）

2）尽量减少焊接变形。

焊接检查标准：

1）焊缝表面平整、焊缝宽度一致；

2）不允许出现漏焊、未焊透、裂纹、夹渣、烧穿等缺陷。

3生产中出现的问题

当我们按规定的工艺标准生产完一台车后，发现侧围蒙皮的平整度未达到检查标准。表面有明显的波浪纹和凹凸不平感，用手按时发生震动，在光的作用下，存在时隐时现的杂乱的反光效果。

三、变形的原因

针对上述现象，通过与技术、工艺人员沟通，并查找相关资料，对车身蒙皮变形的原因进行了仔细地分析，初步确定其原因如下：

1车身骨架是在胎具上焊接完成的，采用不同规格的矩型管组成。因为厂级设计部门为了降低成本与降低车身重量骨架大框采用50*50的矩型管；大框间采用30*20的矩型管，并全部外沿对齐进行焊接，在车身喷涂以后要进行发泡处理，以对客车进行保温，但骨架焊接完后，由于焊接的变形和车身骨架的调运及车架五大面进行合扰时，进行组对焊接造成骨架不同部位的变形，大大增加保证蒙皮质量的难度。

2由于骨架变形，造成蒙皮安装时与骨架有些地方不能紧密贴合。这样钻眼施焊，由于板薄难免造成焊点变大，受热而产生局部变形。

3焊接使用的焊丝较粗，焊点的分布密度大，加大了焊接工作量，加之工序安排不合理，蒙皮又处在张拉条件下，一旦松开液装置，由于热胀冷缩原因，致使变形增大。

4涨拉蒙皮焊完后，使用等离子切割并立即安装仓门面与盖板，使用CO2气体保护焊连续进行焊接，致使仓门周边的蒙皮再次受热变形。

5由于焊接规范参数选择不当，CO2气体保护焊过程中，随着电弧电压的升高，弧长变长，易引起焊丝末端的熔滴长，造成焊点粗大，这些均能引起薄板的塑性变性，而出现凸凹现象。

四、解决措施与效果

通过以上分析，我们提出了新的工艺方法：

1将原有的左右侧围骨架胎具淘汰，重新制作新胎具；左、右侧围总成组焊胎具，由固定工作台用大型型钢组焊，活动组焊胎架用大截面的矩形钢管组焊成空间木行架结构，强度高、刚性好，在胎架的每一面焊接有大小不等的20mm厚的胎面板，这些胎面板在组焊后即用大型龙门铣床进行平面加工，保证了各工作面的平行度和垂直度。这样就提高了骨架的平行度和垂直度，同时骨架焊接合后，在骨架受部位易变形的部位加焊工作梁[8-10]。

2对焊接参数进行重新调整，选用焊丝为ER50-6-1.0。

1）焊接电流80-100A，

2）电弧电压V=（16-19）V，

3）CO2气体容量：Q=（10-15）L/㎜，因而在焊接时，应尽量减少飞溅，控制焊接精度以减少薄板的焊接变形，并保证焊缝美观，因此应尽量采用细颗粒过渡，还要考虑CO2气体的纯度，尽量减少CO2中的水气。

3在安装蒙皮时，以蒙皮中心点向上使用气钻钻孔进行焊接定位，采用分段退焊法进行焊接，然后松开液压设备用等离子进行切割。开孔后将孔的下半部用2米长板将蒙皮推靠到骨架上用CO2焊进行固定，再使用工艺部门设计的工艺梁在骨架空隙中，顶住蒙皮将其中固定在骨架上，随后安装仓门和盖板。待冷却后，对剩余部分进行交叉焊接，最后打磨。在整车蒙皮安装完后，其表面质量明显提高，没有大面积的波浪变形。只有部分地方出现凸感，可使用火焰矫正法，（氧乙炔焰）进行加热矫正。

4焊接检验，经检查员使用检具进行检查，表面无松动现象。

1）直线度两米≤3㎜（按2米尺板）

2）弧线切割≤2㎜（按样板）

3）直线切割误差≤2㎜（按2米尺板）

4）焊缝面平整，宽度一致，没有漏焊、裂纹、夹渣、焊穿等焊接缺陷达到工艺要求。

从而为批量化生产创造了条件。工艺部门和车间领导对此工艺方法十分赞同，并指定此方法在以后的新车型中使用。

五、结束语

通过对骨架胎具和工装程序及焊接工艺的重新制定。使蒙皮的外观质量有了明显的提高，并为后道工序减轻工作量，又保证较好的经济效益，节省了工作生产周期，自己在工作过程中，通过摸索、学习使自己的焊接水平有了很大的提高，为以后在焊接工作中奠定了基础。

参考文献

[1] 陈伯蠡.金属焊接性基础[M].北京：机械工业出版礼，1982.

[2] 周振丰.焊接冶金学（金属焊接性）[M].北京：机械工业出版社，1996.

[3] 张文钺.金属熔焊原理及工艺[M].北京：机械丁业版社，1980.