焊接技術(shù)在車身修復(fù)中的應(yīng)用
- 2018-09-30 13:37:00
- 陸啟蒙 原創(chuàng)
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摘要:現(xiàn)代汽車車身修復(fù)的有效技術(shù)手段就是焊接技術(shù),焊接技術(shù)和焊接工藝影響了車身修復(fù)的質(zhì)量和效率。文章首先分析了車身的結(jié)構(gòu)以及車身損傷情況,簡要說明了目前的焊接技術(shù),接著介紹了幾類先進的焊接技術(shù)在車身修復(fù)中的應(yīng)用,具體包括惰性氣體保護焊、電阻點焊、激光焊。車身修復(fù)人員需要針對不同的車身材料以及焊接技術(shù)的使用范圍,合理選擇焊接技術(shù)和焊接工藝,促進修復(fù)工作有效進行。
焊接是汽車制造業(yè)和汽車維修中需要進行的一個生產(chǎn)作業(yè)手段。隨著人們生活水平的提高,汽車數(shù)量越來越多,居民對汽車的質(zhì)量問題越來越關(guān)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(xiàn)象。目前,私家車車身修復(fù)的重點問題是車身鈑金的更換和修復(fù),車身的修復(fù)是通過鈑金和焊接工藝保證的。
1 焊接技術(shù)及車身損傷情況介紹
(1)焊接技術(shù)。
焊接技術(shù)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(yīng)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(jù)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(fù)中應(yīng)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(jié)合。其中,電阻點焊技術(shù)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(chǎn)生較大的變形,所以在車身的修復(fù)中應(yīng)用廣泛。進行電阻焊時,應(yīng)保證沿著車身同一方向焊接是連續(xù)的,確保車身不會發(fā)生應(yīng)力集中和開裂現(xiàn)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(xiàn)連接件結(jié)合。這個焊接技術(shù)受到現(xiàn)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(xiàn)代汽車車身的結(jié)構(gòu)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(xué)者也針對汽車的碰撞破壞設(shè)計了焊接技術(shù)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(jié)構(gòu)包括發(fā)動機罩、頂蓋、前后車門、車門支撐、后翼板、行李箱蓋等,汽車發(fā)生碰撞事故時,受力破損的部位包括前面、后面、側(cè)面,在碰撞損傷之后,都可以通過焊接技術(shù)進行修復(fù)。汽車的車身在碰撞時受力大小、受力方向?qū)p壞情況產(chǎn)生重要影響,需要結(jié)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(fù)的首要條件就是對車身的損傷程度進行準(zhǔn)確判斷,應(yīng)用較為廣泛且效果較好的就是有限元分析方法,還有學(xué)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(shù)在車身修復(fù)中的應(yīng)用
現(xiàn)代化的車身材料方面多采用新型的材料和制造工藝,傳統(tǒng)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(zhì)偏軟,需要增加材料的厚度。現(xiàn)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(xiàn)代化的焊接工藝提出了更高要求。現(xiàn)代化的焊接技術(shù)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(wěn)并且使用小電流,由于多數(shù)的車身焊接電機是工業(yè)電焊機,導(dǎo)致焊接電流多變,不平穩(wěn),電壓網(wǎng)絡(luò)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(fù),電阻點焊已經(jīng)逐漸被激光焊接所代替,激光焊接不僅修復(fù)效率高,還可以有效保證焊接點的質(zhì)量,激光焊接的焊接深度大,對于較厚的低碳鋼車身修復(fù)具有良好的修復(fù)效果,且對于異性材料的焊接效果比
其它焊接效果更好。側(cè)面的修復(fù)焊接時,激光焊接可以減少點焊的焊點數(shù)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(fù)人員需要對車身的板材屬性、焊接控制問題、熱應(yīng)力變形等問題充分認識,對影響汽車車身破損的關(guān)鍵因素有所了解。另外隨著科學(xué)水平的提高,車身修復(fù)人員需要學(xué)習(xí)新的焊接知識,并將其轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用,在汽車修復(fù)診斷的過程中注意記錄修復(fù)情況.不斷總結(jié)積累經(jīng)驗.提高車身修復(fù)的質(zhì)量和效率。
4 熔煉與澆注
該零件采用中頻感應(yīng)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(nèi)的殘蠟 、有機物等物質(zhì),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(jīng)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(guī)的熱處理后會在表面形成一層氧化皮。在實際生產(chǎn)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(biāo)的問題,對傳統(tǒng)“水韌處理工藝”進行了改進。首先,將網(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)效率,生產(chǎn)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(chǎn)生裂紋。
6 結(jié)語
以高錳鋼材質(zhì),采用熔模鑄造工藝和改進的熱處理爐之后,生產(chǎn)出了合格的汽車深孔薄壁鑄件產(chǎn)品。產(chǎn)品不僅達到了所要求的表面質(zhì)量要求和尺寸精度,還滿足了無磁性的要求,產(chǎn)品合格率達到了96%以上。與用銅鋅合金熱鍛法生產(chǎn)的深孔薄壁零件相比,采用高錳鋼的熔模鑄造工藝生產(chǎn)的零件,成本降低了 45%?55%,其經(jīng)濟效益非常可觀。
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