汽车用薄钢板低渣焊接工艺的研究

　　引言

　　汽车车身结构复杂，包括大量零件部件，需要应用合适的焊接工艺连接各个零件。对于汽车制造而言，焊接技术十分关键。有研究指出，一台汽车焊接点可达到 4 万个，焊接对汽车具有重要价值，提高焊接质量，有助于提高汽车加工质量。薄钢板的应用推动了汽车轻量化发展，薄钢板的焊接工艺具有较高难度，因此需要对焊接工艺深入研究，以推广焊接工艺的推广应用。

　　一、汽车常见焊接技术

　　（一）电阻电焊技术

　　对于电阻电焊技术而言，主要借助于电流和压力等因素完成焊接工艺，在各个因素综合作用下完成短时间焊接，让汽车车身互相融合。复杂来讲，电阻电焊技术是通过机械能和热量的不断转换，这类焊接技术不仅恢复汽车车身焊接质量产生影响，更不利于汽车寿命和安全性能。焊接车身生产中，若焊接工艺使用不当会造成焊接位置改变，甚至造成车身变形。为提高焊接质量，需要尽量消除焊缝，车身焊接期间，使用电阻电焊技术要充分考虑电流影响，需要控制分支电流，减轻电流对焊接质量的影响。

　　（二）凸焊焊接技术

　　凸焊主要利用加工过的部件凸点，提高增大面积以及电流，能够将倒角作为接触点，从而有效集中热量，提高工作效率。在凸焊技术中，主要发挥作用的零件就是凸点零件，需要对零件质量进行严格控制，杜绝发生变形零件。同时利用表码式扭力扳对螺母连接质量进行检验，保证扭矩符合质量标准。

　　（三）螺柱焊技术

　　螺柱焊接是利用焊接螺母达到焊接车身的要求，使用焊接螺母技术，对于焊接零件表面提出更高的要求 [1] 。焊接车身螺柱时，往往会由于热量过大，造成熔化零件和螺件的情况。因此需要做好清洁工作，需要保证零件表面清洁，最后进行焊接作业，要保证零件和焊枪处于垂直状态，提高焊接质量。

　　二、汽车用薄钢板低渣焊接工艺

　　汽车用薄钢板主要是指 0.7~1.2mm 厚度的钢板，由于厚度原因，造成焊接工艺难度升级，薄钢板由于热容量较小，焊接过程中，极容易达到熔点造成钢板熔化或者烧穿。因此在焊接时需要降低电压电流，减少焊丝量，增加焊丝长度，依赖于电阻热熔化焊丝。尽量控制焊丝直径，改变极性降低母材熔化。

　　（一）焊丝

　　提高焊丝电阻率，有利于减小电流，保证达到理想的熔化速度。通过改变化学成分，扩大电阻能够对热量进行控制，便于达到熔深，满足焊脚长度。在焊丝中增加 Si 成分的含量，能够提高电阻率，在平板上堆焊，了解焊丝电阻率的变化。通过对焊丝成分的调整，能够保证同等送丝速度，让焊接电流降低，实现低热输入量。减小熔深，可缩小母材熔断面积，使用含Si 量合理的焊丝，能够达到预防烧穿的效果。由于焊丝越细，电流的密度就越高，单位面积熔敷量也就越大。达到一定熔敷量时，通过对热输入量以及电流进行控制，才能减小熔深，有助于预防烧穿。低电流状态下使用细焊丝，能够保证电弧稳定性，抑制振动熔池，更有助于稳定熔深。

　　（二）电流

　　为保证焊接质量，需要对电流进行控制，抑制熔池振动，保证熔深稳定。一般情况下，对电弧焊接的熔化多使用直流反极性，母材熔深较大，能够改善熔合不良的问题。在对极薄板进行焊接时，由于熔深过大会引发烧穿。正极性焊接常出现电弧不稳定的问题，电弧能量高于熔化焊丝能量，使得熔敷效率明显升高，产生大根部缝隙会发生架桥性改变。根据焊接条件变化，熔深过浅，会造成焊缝转变为凸状，造成熔合不良。若使用直流正极性，在合理的焊接条件下，经常出现焊接过窄的问题。为充分发挥交流焊机优势，方便于对熔深的控制，设定数十赫兹频率内进行正负极交替。

　　使用正极性直流焊接时，由于焊接根部间隙最大，不会发生烧穿。应用时，根据焊接位置板厚和间隙，设定交流焊机比例，可以获得耐烧穿性良好的钢板。

　　（三）焊接准备

　　焊接操作前，要提前检验焊剂，对薄板连接进行试焊，预防焊接诱发变形，对焊接设备运行状态进行检查。提前检查母材和设备的资质和信号，重新审核焊丝化学成分以及直径，检查焊丝型号是否满足规定要求。

　　（四）焊接操作

　　若焊接装配间缝隙不充足，焊条直径过大，电弧过长等，或者焊件表面存在污渍，很有可能造成熔合、焊透不足的问题，焊接过程中，需要保证焊孔直径充足，注意推进焊机的速度。保证均匀推进焊机，若焊机推动速度过快，会造成焊缝未得到完全焊接。若焊接过慢，则会造成烧穿焊缝。焊接时对熔池形状进行严格控制，控制为扁椭圆形为佳，注意预防接头过高[2] 。施加焊缝之前，要使用砂轮机对起焊位置进行打磨，形成斜坡型的过渡带，在前方 1cm 位置引弧，引燃后拉长再转移接头位置，形成熔池后开始向前焊接。对坡口位置的锈迹和水分要注意处理，避免形成气孔。观察焊缝外观，保证外观一致，没有裂纹、气孔、未熔合、飞溅等缺陷。焊缝表面要略高于母材表面，使用焊缝对余高进行测量，保证和母材之间形成圆滑过渡，咬边深度不允许超过 0.1mm ，长度要小于全长的 5% 。

　　结论

　　综上所述，轻量化已经成为汽车生产发展的主流趋势，车身使用大量轻质材料，薄钢板具备良好的强度性能，质量较轻，被逐渐应用于车身中。

　　但使用薄钢板生产汽车，面临着焊接难度升级的问题，需要深入研究焊接工艺，提高焊接质量标准，使焊接质量满足汽车生产质量，推动汽车轻量化发展。未来还需要进一步完善焊接工艺，积极展开力学试验，提高焊接质量。

　　参考文献：

　　[1] 李孜志 , 昌先涛 , 杜卫民 . 汽车车身焊接技术现状及发展趋势 [J]. 设备管理与维修 ,2020(06):137-138.

　　[2] 陈宇豪 , 薛松柏 , 王博 , 等 . 汽车轻量化焊接技术发展现状与未来 [J]. 材料导报 ,2019,33(S2):431-440.