李鵬達(dá)

河南省能源工業(yè)技師學(xué)院 河南省義馬市 472300

引言：二保焊焊接工藝是一種以二氧化碳為保護(hù)氣體的焊接方法，并且應(yīng)用方面的操作比較簡單，適合全自動(dòng)焊和全方位焊接，將二保焊焊接工藝技術(shù)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)中，能夠穩(wěn)定焊接的過程，并降低傳統(tǒng)焊接飛濺的程度，其良好的焊接工藝技術(shù)，是當(dāng)前最為重要的焊接方法之一。

1 二保焊焊接的工藝原理

在汽車焊接中，二保焊焊接工藝主要采用的是焊絲，而非焊條，借助絲輪、軟管等方式將焊絲送到焊槍位置。而對應(yīng)的導(dǎo)電系統(tǒng)經(jīng)過電阻導(dǎo)電的方式后，可以在二氧化碳的保護(hù)環(huán)境中與母材產(chǎn)生電弧效應(yīng)，當(dāng)產(chǎn)生電弧效應(yīng)后會(huì)釋放大量的熱氣，利用這種原理就可以實(shí)施汽車焊接作業(yè)。在二保焊焊接工藝中，通過焊槍的噴嘴，將噴射范圍固定在焊絲的周圍，因此電弧的周圍會(huì)受到二氧化碳的有效保護(hù)，并形成隔絕的空氣保護(hù)層，避免溶滴和溶池不會(huì)受到空氣的影響，有助于更好地確保對汽車焊縫的質(zhì)量保證。

2 二保焊焊接工藝的優(yōu)勢

2.1 具有良好的焊接質(zhì)量

在二保焊焊接工藝技術(shù)中，因?yàn)榫哂蟹浅Ａ己玫拿骰『附觾?yōu)點(diǎn)，所以在汽車焊接中能夠做到全方位半自動(dòng)以及自動(dòng)焊接的特點(diǎn)。這也使得二保焊焊接工藝具有非常良好的穩(wěn)定性特點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)槭艿饺藶橐蛩氐母蓴_而造成焊接質(zhì)量的問題，隨著電弧可長時(shí)間的燃燒，使得焊接后的金屬組織具有非常高的嚴(yán)密性以及較高的質(zhì)量。

2.2 具有良好的工作效率

相比于傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，二保焊焊接工藝能夠?qū)崿F(xiàn)更大的焊接電流，這是因?yàn)殡娀⌒?yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)將熱量集中的作用，從而對焊絲實(shí)現(xiàn)快速熔化。當(dāng)焊絲的熔化系數(shù)達(dá)到更高的情況下，二保焊焊接工藝技術(shù)在實(shí)際焊接中所使用的時(shí)間通常也只有傳統(tǒng)焊條電弧所用時(shí)間的一半，使汽車焊接作業(yè)的工作效率變得更高。

2.3 具有能源利用率高的優(yōu)勢

在二保焊焊接工藝技術(shù)中，由于電弧密度相對而言比較高，因此在汽車焊接作業(yè)中，能夠?qū)⒛芰考械嘏c焊接材料的熔化和母材金屬實(shí)現(xiàn)有效融合，這也使得汽車焊接中使用二保焊焊接工藝所浪費(fèi)的能量比較少，并在一定程度上可以有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

3 二氧化碳保護(hù)焊接工藝參數(shù)

3.1 電弧電壓

電弧電壓通常也被稱為給定電壓，而電弧電壓往往決定著電弧的長度，通過較高的電壓而引起大滴過渡與焊接的不穩(wěn)定，從而會(huì)出現(xiàn)頂絲問題。在汽車焊接作業(yè)中，使用二氧化碳保護(hù)焊接時(shí)，對電弧電壓的最小值需要設(shè)定在10V 以內(nèi)，而最大電壓設(shè)置在48V，通過焊機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓，那么在短路過渡的電弧電壓和焊接電流中國，需要根據(jù)實(shí)際情況對其進(jìn)行匹配如表1 所示。

表1 電弧電壓與焊接電流對照表

3.2 焊接電流

焊接電流是焊接作業(yè)中最為重要的參數(shù)，因此在二氧化碳保護(hù)焊接電流的過程中，焊接電流的大小往往決定著溶滴在焊接中的過渡形式，這對電弧穩(wěn)定性有著很大的影響。而焊接電流對熔深以及生產(chǎn)率有著決定性的影響，當(dāng)電流增大時(shí)，溶深的寬度會(huì)有所增大，而溶體的速度增大，那么生產(chǎn)率會(huì)有所提高，但隨著電流變大，最終會(huì)增加飛濺，導(dǎo)致容易出現(xiàn)燃燒以及氣孔缺陷等問題。當(dāng)電流較小時(shí)，電弧在不穩(wěn)定的情況下，會(huì)出現(xiàn)無法焊接的情況，對應(yīng)的焊縫形成也會(huì)變得較為不良，當(dāng)焊接電流在15～520A之間時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的電極直徑焊接電流范圍，如表2所示。

表2 不同焊絲接電流的選用范圍

3.3 電弧力

電弧力相當(dāng)于電流的輸出電感，通常情況下，電弧力越大，那么對應(yīng)的電感就越小，同時(shí)電流的變化也會(huì)越快，使得電弧會(huì)變得比較硬。而當(dāng)電弧變小時(shí)，電感就會(huì)越大，電流的變化比較緩慢，因此感弧較軟，當(dāng)頂部太大則會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)飛濺的情況發(fā)生，并造成頂絲。在焊接電路中，的電感必須按照焊絲的直徑以及焊接電流、電壓進(jìn)行選擇，對電感的速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，可以使飛濺減小，也能有效調(diào)整頻率，最終通過調(diào)整電弧的時(shí)間，控制電弧的發(fā)熱情況，而對應(yīng)的焊接電路中電感的選擇如表3 所示。

表3 焊接回路的電感選擇

4 汽車焊接作業(yè)中二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接施工工藝技術(shù)分析

4.1 二保焊焊接工藝流程

在二保焊焊接工藝流程中，對于需要焊接的汽車零部件放平后，并用專業(yè)的夾具將汽車零部件加緊，隨后對汽車零部件進(jìn)行點(diǎn)焊操作。點(diǎn)焊操作形成后進(jìn)行零部件的核驗(yàn)，確保汽車零部件滿足對應(yīng)的圖紙要求后給予焊接處理，在焊接中，盡可能的采取平焊作業(yè)，如果焊接需要進(jìn)行立焊操作，那么則需要確保焊接方向?qū)崿F(xiàn)自上而下的進(jìn)行。對于產(chǎn)品工件的厚度以及焊接位置進(jìn)行電流選取，有利于根據(jù)焊道進(jìn)行最小尺寸的分析，從而避免發(fā)生裂紋問題。

4.2 打底層連弧焊接

在汽車焊接作業(yè)中，根據(jù)實(shí)際情況選擇引弧熄弧的方法，而這種方法通常在焊接中主要有兩種方式，分別是二步方式和四步方式。在二步方式中，需要將引弧熄弧選在開關(guān)S2 調(diào)到OFF 狀態(tài)下，從而將伸出的焊絲端頭放在對應(yīng)的引弧位置，并按下焊槍開關(guān)后進(jìn)行焊接。

4.3 焊接運(yùn)弧方式

在整個(gè)焊接過程中，對應(yīng)的焊接順序是先腹板，隨后進(jìn)行左翼板內(nèi)側(cè)處理后，再進(jìn)行左翼板的外側(cè)處理。針對接弧焊的處理，需要根據(jù)焊接電弧的鋸齒以及月牙形進(jìn)行有效擺動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)對下破口溫度的影響，避免因?yàn)闇囟冗^低而出現(xiàn)的溝槽缺陷，也會(huì)避免后續(xù)發(fā)生融合以及夾渣等問題的發(fā)生。

4.4 熄弧和接頭處理

在二保焊焊接工藝的環(huán)節(jié)中，如果發(fā)生熄弧的問題時(shí)，應(yīng)該及時(shí)做好電弧方向的有效管理，并將電弧放置在坡口位置后，才能做到對電弧的熄滅。而在焊接中，如果焊接到了接頭的位置，還需要將電弧進(jìn)行外壓操作，并將電弧壓到坡口底部的區(qū)域，從而確保對電弧接頭的有效處理。

4.5 蓋面層的焊接

在二保焊焊接工藝中進(jìn)行連弧焊施工時(shí)進(jìn)行蓋面層的焊接，因此必須清理蓋面層的表面情況，才能有效避免部分填充雜物對焊接造成的影響。但由于蓋面層和填充層的作業(yè)比較相似，所以可以使用相同的運(yùn)弧方法，當(dāng)電弧擺放至坡口周邊后進(jìn)行停頓作業(yè)，需要對焊縫坡口周邊的融合狀況進(jìn)行考慮，避免由于焊縫的余溫過高而引起危害，使得通信降低出現(xiàn)咬邊以及未融合等質(zhì)量缺陷的發(fā)生。

5 汽車焊接作業(yè)中二保焊焊接工藝常見的焊接缺陷及應(yīng)對措施

5.1 燒穿缺陷及應(yīng)對措施

在汽車焊接二保焊焊接工藝技術(shù)中，燒穿缺陷通常是指焊接過程中較大的電流或者電壓導(dǎo)致局部溫度過高，因此隨著焊接速度變慢，使得焊接熱的積累和焊縫的根部之間存在著較大的間隙，最終焊接不能容易的填充焊縫。針對二保焊焊接工藝中的燒穿缺陷問題，需要在施工中嚴(yán)格控制焊縫的間隙，并根據(jù)焊接構(gòu)件的實(shí)際厚度，選擇對應(yīng)的焊接電流和電壓，從而有利于避免出現(xiàn)焊接燒穿問題。

5.2 焊瘤缺陷及應(yīng)對措施

在汽車焊接中出現(xiàn)焊瘤缺陷的主要原因是焊接的參數(shù)選擇不夠正確，同時(shí)焊接的工藝也不夠熟練，從而造成了焊接件的放置不當(dāng)。一旦在汽車焊接中出現(xiàn)焊瘤，只有通過手動(dòng)或者機(jī)械等方式，才能去除焊瘤。為了避免在汽車焊接作業(yè)中二保焊焊接工藝出現(xiàn)焊瘤缺陷，通常選擇正確的焊接工藝，并使用較小的電流，在應(yīng)用工藝焊盤時(shí)，正確的防止焊接件，并將焊絲焊接到焊縫上，能夠避免出現(xiàn)焊瘤的情況發(fā)生。

5.3 咬邊缺陷及應(yīng)對措施

當(dāng)汽車焊接作業(yè)結(jié)束后，如果焊接的縫隙和焊件本身不能做到有效熔合，那么就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)深度超過0.5mm 的溝槽，從而導(dǎo)致焊接無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)收要求，這就是焊接咬邊缺陷。而造成這種焊接問題的主要原因是在焊接過程中，焊絲的運(yùn)送速度比較快，使得焊接的速度也變得非?？?，隨著電弧的長度加長，那么在進(jìn)行角焊時(shí)，相關(guān)工作人員如果沒有將焊絲和焊件的焊接部位準(zhǔn)確的進(jìn)行定點(diǎn)，那么焊接人員由于操作不當(dāng)造成焊件焊接的兩邊缺乏較好的填補(bǔ)。因此針對咬邊缺陷，在二保焊焊接工藝中，可以通過增加電弧長度的方式，減緩焊絲的運(yùn)送速度，實(shí)現(xiàn)降低焊接速度而造成咬邊缺陷。操作人員在焊接時(shí)，還應(yīng)該注意工作時(shí)的技術(shù)問題，確保焊接時(shí)的焊縫與周邊的熔合角度，否則對汽車零部件的焊接，依舊會(huì)出現(xiàn)咬邊問題。

5.4 氣孔缺陷及應(yīng)對措施

在焊接時(shí)，將二保焊焊接工藝技術(shù)應(yīng)用在汽車焊接中，如果焊接熔化焊件結(jié)構(gòu)會(huì)充入氣體并形成氣泡的情況下，那么這些氣泡會(huì)在焊接結(jié)束后，依舊會(huì)殘留在焊件上。隨著溫度的降低并發(fā)生凝固，這種氣孔缺陷是焊接中比較常見的一種缺陷問題，針對氣孔缺陷，通常在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接中，由于焊件的潔凈度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么就會(huì)造成殘留物存在焊件的表面，使焊件中殘?jiān)腥刍锒尤菀桩a(chǎn)生氣孔。針對焊接中的氣孔缺陷，可以在焊接前對焊件進(jìn)行清潔，將多余的雜質(zhì)清除掉，以此確保焊接的焊道口有著足夠的完整度和清潔度，而在焊接中，避免焊接的熔融物濺到噴嘴處，否則這些熔融物會(huì)附著在噴嘴處，若要清理這些熔融物，使用高純度的二氧化碳?xì)怏w并控制其水分，能夠有效清除這些熔融物。

5.5 弧坑缺陷及應(yīng)對措施

在二保焊焊接工藝中出現(xiàn)弧坑缺陷是指焊縫表面出現(xiàn)凹坑或者坑，而焊接快速完成時(shí)，由于焊槍被過早或者過快的抬起，導(dǎo)致焊縫的失效而造成焊縫產(chǎn)生凹坑。當(dāng)二保焊焊接工藝中出現(xiàn)弧坑后，弧坑區(qū)域還會(huì)存在一定的裂縫和收縮孔，為了避免在汽車焊接作業(yè)中出現(xiàn)弧坑缺陷，在收弧時(shí)，則應(yīng)注意收弧的時(shí)機(jī)，等待填滿弧坑后再熄滅電弧，能夠有效防止電弧坑的產(chǎn)出。通常情況下，對于電弧的電流必須控制在150A，而電壓則應(yīng)該控制在19～21V 之間，并在焊接時(shí)，依舊保持大約10～20mm 的范圍，才能使電流和電壓被調(diào)整到焊接的電弧范圍內(nèi)。

5.6 裂紋缺陷及應(yīng)對措施

在二保焊焊接工藝中如果因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或者焊接工具的問題，很容易出現(xiàn)焊接接口長短不一致的情況發(fā)生，從而出現(xiàn)裂紋缺陷。導(dǎo)致裂紋現(xiàn)象一般是相關(guān)焊接人員沒有注意開槽的角度或者焊件合金的含量過高造成的，但也有部分焊接人員意識(shí)性不強(qiáng)，選擇焊絲不當(dāng)，使得焊接的面積比較大，焊接量增多，最終焊接口沒有實(shí)現(xiàn)有效融合而出現(xiàn)裂紋。針對焊接裂紋缺陷，焊接人員在實(shí)際操作中，對于開槽的角度應(yīng)該選擇和電流大小相適應(yīng)的開槽角，并選擇高質(zhì)量的焊材，確保焊材的干燥度，合理安排焊接順序，控制好焊接時(shí)電流的大小以及焊接速度，都可以有效避免出現(xiàn)焊接裂紋缺陷的發(fā)生。

5.7 夾渣缺陷及應(yīng)對措施

在汽車焊接作業(yè)中，如果采用二保焊焊接工藝時(shí)沒有注意到焊件和焊接工具的清潔度，導(dǎo)致雜物隨著焊接工作而進(jìn)入到熔池。隨著焊接結(jié)束后，當(dāng)溫度下降后，不僅會(huì)出現(xiàn)氣孔缺陷，還會(huì)使焊接的縫隙中形成一些多余的夾雜物，造成焊接出現(xiàn)夾渣缺陷，主要是因?yàn)椴僮魅藛T對焊件層進(jìn)行焊接時(shí)沒有清理到位，并在焊接時(shí)出現(xiàn)重復(fù)焊接的問題而產(chǎn)生雜質(zhì)。與此同時(shí)，在焊接中，如果電弧的長度比較長，當(dāng)焊接的角度沒有調(diào)整好雜質(zhì)而向前堆積在一起，就會(huì)使電流變小，對應(yīng)的焊接速度也會(huì)變慢。針對夾渣缺陷的處理，可以將焊件放在水平位置，在對焊件焊接口、上輪焊接口以及夾層進(jìn)行清理工作時(shí)，能夠更加適當(dāng)?shù)卦黾与娏鞯牧髁浚瑢?shí)現(xiàn)更為合適的焊接速度，同時(shí)在焊接時(shí)也不能焊接過快，要盡可能地使用短弧進(jìn)行焊接。

5.8 未熔合缺陷及應(yīng)對措施

汽車焊接作業(yè)中使用二保焊焊接工藝出現(xiàn)未熔合的缺陷，其主要原因是焊接區(qū)表面生銹或者含有氧化膜，使得接頭設(shè)計(jì)不夠合理，熱輸入也不足。當(dāng)焊縫中不熔化或者不熔透的情況下，出現(xiàn)非熔合以及非穿透，最終導(dǎo)致焊縫的截面被減小，最終容易出現(xiàn)裂紋。針對二保焊焊接工藝中出現(xiàn)未熔合的缺陷，其應(yīng)對策略是對接頭設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)如果是接頭設(shè)計(jì)不合理時(shí)，焊縫未熔接時(shí)可以增大坡口的角度，避免電弧直接加熱到底部。對于焊接區(qū)生銹或者有氧化膜之前，則應(yīng)處理焊接區(qū)域或者溝槽，從而去除表面氧化層或者銹皮，因此嚴(yán)格按照焊接工藝的要求對接頭的熱量分布進(jìn)行均衡處理，能夠防止傳熱不均勻的情況發(fā)生，并對多層焊接中的每個(gè)焊縫厚度進(jìn)行有效控制。

6 結(jié)語

在汽車焊接作業(yè)中使用二保焊焊接工藝技術(shù)，具有效率高以及成本低的優(yōu)點(diǎn)，因此二保焊焊接工藝技術(shù)被廣泛應(yīng)用于汽車焊接作業(yè)中，雖然二保焊焊接工藝技術(shù)有著很多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際焊接中依舊存在一定的缺陷，因此在實(shí)際焊接中，針對二保焊焊接工藝的缺陷問題，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行深入分析，才能制定出良好的應(yīng)對策略，確保汽車生產(chǎn)質(zhì)量符合對應(yīng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求。