摘要：本文从TIG焊接侧墙蒙皮与加强梁 、TIG焊接车顶弯梁与车顶蒙皮和MIG焊接角铝与蒙皮的焊接顺序和焊接参数入手对司机室合成焊接工艺进行了优化。
关键词：司机室焊接、焊接顺序、焊接参数、工艺优化
1、TIG焊接侧墙蒙皮与加强梁
1）电流参数的选用
加强梁厚度为10mm，而蒙皮厚度仅为3mm，焊接时钨极喷嘴运行轨迹以摇摆法运枪进行施焊，固定喷嘴运行轨迹，电弧大部分温度偏向加强梁一侧，容易控制，电流控制在250-270A。
2）焊接角度的控制
虽然钨极氩弧焊其电弧能量密度高[1]，但当电流过小时，熔池几何形状难以控制。在填充焊丝形成过渡焊道过程中，焊缝余较高，熔合效果不好。电流过大时会导致焊机电源过载，其次是送丝困难，在薄壁蒙皮一侧会产生咬边缺陷。焊丝送进角度与钨极成120°，夹角过大影响观察视线，夹角过小，保护气体会将熔化的焊丝金属吹开，熔化金属难过渡到熔池中去。后手略高，送丝节奏要均匀。
3）喷嘴与气体流量的控制
选用较大直径的喷嘴时，对氩气流量要求严格，气体流量过大，气体会带走电弧周边的温度，降低了许用电流；气体流量过小，气体对电弧的保护效果变差，清洁区域变窄，保护效果差，焊缝表面发乌，灰暗，易出现气孔。通过反复验证采用6-7号喷嘴匹配9-10L/min的气体流量，可以有效对电弧清洁区域进行严密保护，两侧熔合线齐整均匀一致。起弧处应该设定在加强梁一侧，在加强梁一侧引燃电弧，并形成熔池，此时送入半滴焊丝进而形成半个焊缝宽度，后续将电弧引入焊缝。这样做会将焊缝起弧处完全熔合，不至于焊后出现黑色孔洞，交检时可能会被误判断成未熔合缺陷，而返修。收弧时与起弧操作类似，收弧点也设在加强梁上，在夹角处不急于灭弧，将电弧移出焊缝，再填入半滴焊丝，焊后打磨、清理焊缝。
2、TIG焊接车顶弯梁与车顶蒙皮
在焊接车顶蒙皮与车顶弯梁连接角焊缝时，我们也采用TIG焊，由于弯梁与蒙皮加强筋存在厚度差，差值为5mm，钨极电弧要偏向于弯梁一侧，在起收弧时容易击穿蒙皮一侧，产生焊瘤等缺陷。要在弯梁上引燃电弧，待电弧完全打开时，再将电弧移入焊缝，并将焊丝迅速送入，收弧时要将电弧引到弯梁上收弧，需要继续填丝1-2滴，然后熄灭电弧。起弧电流：270A；焊接电流：245A；收弧电流：150A；电弧略窄；这样焊接后，焊缝效果短小精致，纹理清晰。
3、MIG焊接角铝与蒙皮
由于蒙皮一侧板厚较薄，需要均匀分布电弧热量，电弧热量如果偏向蒙皮一侧，会使蒙皮外侧出现烧透现象；电弧大部分热量偏向角铝一侧，焊缝易出现未熔合，焊后修补困难。优化后的焊接工艺如下：
1）参数设定：电流135A。收弧电流设定为60-63%。
2）运枪手法：停顿或斜椭圆。在焊接过程中通过观察熔池状态适当加减电流。
3）为满足工艺要求，在确保尺寸的同时，段焊焊缝需要均匀分布，司机室内部整体形式整齐有序。工艺优化后，在满足强度的同时可以节省焊接填充材料，降低了生产制造成本和劳动强度，提高了生产效率。
4、焊接司机室环形框与侧墙
为满足下道工序整车总组成组对时调整尺寸公差，此位置用段焊连接。此段焊受外力作用较大，所以焊接标准要求较高。为满足部件整体美观，此位置段焊焊后磨平，这就减小了焊缝有效横截面积，起收弧处及焊缝部分容易开裂。
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段焊由两层焊接完成。第一层进行打底焊，采用短弧大电流焊接，电流：190A；弧长-4；电感：-0.5。将根部完全熔透，根部熔深增大，同时就增大了焊缝有效横截面积，增大焊缝强度。第二层盖面焊：电弧中等长度，采用左右摆动手法完成焊接，电流：145A；弧长：+2；电感：0-+1.0。此参数会使坡口两侧熔合良好，磨平后熔合线清晰、明了，避免了咬边缺陷。打磨区域划线一致，标准性高，段焊起收弧处修磨精准，圆滑过度，有效分解段焊内部焊接残余应力，在受到敲击震动等外力作用时，保证了强度安全可靠，减小返修率，提高了产品质量。
5、段焊司机室侧墙
侧墙段焊主要是连接骨架与蒙皮焊缝，焊接时间距保持均匀，段焊长度要保持一致。由于蒙皮侧与骨架梁搭接部分较小，电弧停留时间过长，容易烧穿。因此，焊接时参数选择不宜过大，电流：165A；电压：21V；电感+0.1；电弧略短，偏硬，焊接速度稍快。
窗口段焊时，窗口一侧为8HY坡口形式，用大电流短弧打底后，采用电流：145A;电压：23V；电弧略长进行焊接，焊缝宽窄一致，均匀平整。
6、司机室前墙组合焊接
司机室前墙焊接是司机室合成工序操作最难的位置，涉及到狭小空间、焊接位置复杂、板厚差异较大等焊接难点，前墙侧在下胎时易出现波浪变形。
点固焊时要求焊接规范较大，焊后要对接头进行修磨处理。点固焊间距严格执行工艺要求，间隔50mm，焊接长度50mm。均匀分布。在打底焊焊接时，电弧不易太长，需保证坡口根部熔透，根据坡口宽度确定打底焊宽度及高度，一般与坡口边缘预留1-2mm。为盖面焊留有空间。第一道盖面焊设定好焊缝宽度，保证焊接速度均匀，焊接波纹整齐一致，此道焊缝是第二道焊缝的视觉依托标准，所以必须高标准焊接。电流：185A；电压：21.5V；电感：+0.2；电弧中等长度。
为了减小焊接变形，先焊爬坡立焊，再焊前窗环缝，最后焊接直通长焊缝，再焊接时、合理分布焊接顺序，可以有效控制焊接热输入量，减小结构件内部焊接应力以及焊后前墙一侧变形。将外部焊至内侧内凸部分进行细致清理，开出坡口，保证打底焊与外侧焊缝完全熔透交合。
以前墙为中心，左侧用左手持枪向中心焊接，右侧同理焊接，对称焊接会使左右焊接产生的焊接内应力互相抵消一部分，在焊接过程中，由于焊缝整体存在弧度，所以焊接时焊枪角度要随弧度变化，焊后才能如图所示，工整均匀美观。
7、焊接司机室侧墙与前墙
点固焊标准严格执行工艺要求，焊接50mm，间距50mm.由于存在根部间隙，在保证熔透后，电流不宜过大，电流过大，可能会在内侧产生背透，在内侧清理时困难。
1)内侧用125直磨机进行清理，将蒙皮侧开出皮口，这样在打底焊时，能将焊缝根部熔透，电流稍大，击穿根部，在外侧形成背透。内侧盖面焊时由于空间狭小，控制焊枪角度及行进速度，使焊缝左右均匀平整，避免在前墙厚板一侧产生咬边缺陷。
2)内侧内侧打底焊后，在侧墙外侧形成了外凸部分，用风铣刀将突出部分去除，并做PT检测，确定无缺陷后，用氧、乙炔火焰将渗透剂等化学物质去除、后用棉布蘸酒精擦拭干净后进行盖面焊。
3)盖面焊为立焊位置，且前墙与蒙皮厚度差为11mm，在焊接操作时，电弧要偏向前墙一侧，采用斜椭圆的焊枪运行手法。焊后焊缝整齐美观，均匀光亮。
参考文献
[1] 马治国.200EMU铝合金车体侧墙焊接变形的控制[J].四机科技，2007，（2）：1-4.
论文作者:罗添元, 林旭东, 王雷, 岳彩月, 王宇
论文发表刊物:《科学与技术》2020年1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：电弧论文; 蒙皮论文; 电流论文; 均匀论文; 打底论文; 焊丝论文; 司机论文; 《科学与技术》2020年1期论文;