摘要：二氧化碳保护焊是20世纪50年代发展起来的一种高效焊接技术，由于其生产效率高，并具有焊接成本低、能耗低、焊接变形小、适用范围广、抗锈能力强以及焊后不需清渣等优点，已成为当代最为重要的焊接技术之一，在汽车制造业中已被广泛应用。
关键词：汽车生产；车身焊接；二保焊；质量缺陷；应对措施
1汽车焊接技术概述
如今我国处于交通行业迅猛发展的时代，人均汽车占有量猛增，汽车成为很多中国家庭必备的出行工具，而汽车生产工艺也在不断进行升级，与之相关的汽车维修与保养行业地位也有着提升，可以说，汽车使用率的增长给汽车服务业带来了发展的春天。汽车整体无论是车身、车厢还是发动机以及变速箱等，都需要应用焊接技术以此起到连接、保护、固定等多种作用。目前在汽车焊接工艺应用中也有多样性的焊接方法，比如常用的电焊、激光焊、气焊等，所以需要结合零部件的使用需求去选择恰当的焊接方式，以此保障汽车生产的质量。
二氧化碳保护焊是 20 世纪 50 年代发展起来的一种高效焊接技术，由于其生产效率高，并具有焊接成本低、能耗低、焊接变形小、适用范围广、抗锈能力强以及焊后不需清渣等优点，已成为当代最为重要的焊接技术之一，在汽车制造业中已被广泛应用。
虽然二氧化碳保护焊具有较强的抗锈能力，但在生产中我们发现部分二氧化碳保护焊存在电泳上膜不良的现象，本次实验就是想找出电泳上膜异常的原因，从而能制定出有针对性的措施，保障车身具有更好的防锈性能。
2汽车车身主要焊接工艺方法
2.1电阻点焊
针对汽车车身的焊接大概有4000个焊点，其均匀的布置在整个车身，因此针对这些焊点可以采取点焊的手法，当然点焊的质量要求也非常的高，其会直接影响到汽车相关使用技能。点焊的质量关乎到汽车性能的发挥，特别是安全性和可靠性是关键，影响汽车的使用寿命。此时必须对点焊引起高度的关注，如其工作的原理就是利用电流通过金属产生电阻，并通过电阻的热融化将金属达到两金属件间原子结合的目的，同时这一个过程需要不断焊接工人熟练操作才能达到预期效果。焊件装配质量对电阻点焊也有着影响，装配的焊件极易产生一定的缺陷，很多间隙会造成焊接后的变形，标准焊接装配的间隙应该在0.6mm～0.8mm，制件尺寸装配间隙应该控制在0.1mm～0.2mm，才能保证焊接的质量。
2.2缝焊
缝焊是点焊技术的延伸，是许多重叠的焊点组成，其主要使用的是滚盘状电极，此种电极能够实现旋转。因此，在焊接时要加强相关电流，注重数值材料厚度和点距，注重材质的选定，才能更好地保障缝焊焊点间距。不同的材质有着不同的间距，如低碳钢的间距就是（2.8～3.2）t，如果是铝合金材质，其间距为（2.0～2.4）t，t为两焊件中较薄焊件的厚度，单位为mm。在缝焊的过程中要注意选取材料的材质，针对材质内容保障焊距，才能使得焊接达到一定的标准。
2.3凸焊
凸焊主要是应用与焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，其是点焊的一种变型，例如针对板件的凸焊主要要注重其厚度，其最为适宜的厚度是0.5mm～4mm。通过对比凸焊和点焊，可以看出其不同的点在于焊件上，凸焊主要是在焊件上预先加工出凸点，或者通过焊件上原有的能使电流集中的倒角等作为焊接时的局部接触部位，确保该部位的准确性，才能使得该技术发挥到一定的工艺水平。
2.4激光焊接技术
激光焊接技术在汽车制造和航空制造行业中的运用特别突出，特别是三维激光切割技术经常运用于汽车车身的切割，其能够降低制造汽车的工作时间，节省相关工作成本，具有非常好的发展前景。因此，该种焊接工艺逐渐的发展起来，并成功的运用到汽车车身的焊接中，对其加大焊接的技术研发，能够使得该种技术更好地实现技术的拓展，同时出现更多创新的内容，促进汽车制造行业快速稳步发展。
3二氧化碳气体保护焊特点
二氧化碳气体保护焊是利用二氧化碳作为保护气体，对空气和熔融金属机械进行分离，以防止熔化金属氧化物和氮化物的一种焊接方法。焊接方法质量好，韧性高，外形好。随着操作的简便化，生产效率高和焊接成本低等特点在制造业中越来越受到人们的关注。
从特点方面分析，二氧化碳本身是一种活性气体，主要是从空气中分离焊接区域，以防止空气中氮对熔池金属的有害影响，与其它焊接方法相比，具有以下优点：1）二氧化碳焊接的成本较低，与手工电弧焊或埋弧焊相比，成本仅为传统焊接的一半；2）二氧化碳焊接的效率较高，与手工焊接方法相比，效率是其3倍；3）二氧化碳保护焊的操作更方便；4）由于空气被二氧化碳隔离，因此焊接性能受到焊接的影响相对较小。
4二氧化碳气体保护焊技术应用流程与质量控制
4.1二氧化碳气体保护焊焊接技术分析
某钢构件焊接中采用的是药芯焊丝半自动二氧化碳气体保护焊技术来完成焊接的，焊接板材厚度为60mm，焊接时药芯焊丝直径约为1.2mm，焊接前采用氧乙炔火焰加热方式来对焊接区域进行热处理，采用中性火焰。在焊接时焊接工序选用的是以单面焊双面成型为主，通过送丝机来完成焊丝的送丝任务，而后再在技术人员的操作下移动热源，最后再进行半自动二氧化碳气体保护焊，上述形式属于明弧操作，在对钢构件进行焊接时由于板材厚度较厚为达到焊接要求，实现焊接电弧熔深具有足够的深度和较强的穿透力则需要在二氧化碳气体保护焊焊接中严格按照规定的流程来进行作业，用以避免气孔和飞溅现象的产生，提高二氧化碳气体保护焊的焊接质量。
4.2打底层部分采用连弧焊焊接
在应用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接时，首先需要对引弧和熄弧的方法进行选用，如采用的是“二步方式”则需要将引弧熄弧的开关S2调整至OFF，而后将伸出的焊丝端头放置于引弧位置，之后使用按下焊枪开关后即可进行正常的焊接。熄弧操作时首先需要松开焊枪后并停止送二氧化碳气。如果采用的是“四步方式”则需要将引弧开关S2调整为ON状态，将焊丝伸出端头放在引弧位置，第一次按下焊枪开关后放松焊枪开关使其保持正常焊接状态，第二次按下开关进行电流衰减松开焊枪并停止送气，其主要是为了对弧坑凹陷起到填充作用。
4.3二氧化碳气体保护焊焊接时的运弧方式
在对某钢构件进行焊接时由于采用的是对接横焊，在对钢构件进行焊接时需要选用锯齿或是正月牙形并进行上下摆动的运弧方式，摆动时在摆动到上下坡口的两侧位置时为避免焊接区域温度过高而导致焊穿或是焊瘤问题可以在焊接摆动到上下坡口两侧位置时停止一段时间。此外，通过在焊接摆动到上下坡口两侧位置时停止一段时间还可以避免在焊接时下坡口因温度过低而导致的夹渣和熔合问题。
4.4二氧化碳气体保护焊焊接时的焊枪角度
在应用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接时，在施焊的方向上可以选用左焊法或是右焊法。在焊枪角度的控制上其后倾角度应控制在80°±5°，此外，对于焊枪的把线弯径也需要一直控制在>200mm以上，把线弯径不得过低用以保障送丝作业的正常。
4.5熄弧和接头
在应用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接的过程中，进行熄弧时需要及时将电弧以横向方向摆动到焊接坡口的一侧回焊5mm时熄弧，在进行焊缝接头时为确保焊接的质量需要将焊接电弧向外压，使得焊接电弧被直接压到焊接坡口的底部位置。在这一作业过程中，需要注意控制好焊缝质量，避免出现接头脱节或是焊缝背面超高、焊瘤等的问题。
4.6做好盖面层的处理
在对盖面层进行焊接时根据焊接工艺选用连弧焊焊接方式。在焊接作业时，首先对焊接区域进行清洁作业，将焊接区域填充层及周边区域的锈迹、污渍以及杂质等及时清理出去，确保焊接区域整洁无污物以免对焊接质量造成影响。焊接时对于盖面层的运弧方式与填充层相似，焊接电弧摆至焊接坡口两侧时停留一定时间，用以使焊缝坡口能够良好的融合。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时对焊缝上、下坡口两侧融合情况进行观测并控制好焊缝余高，避免焊缝层间未熔合或焊道两侧出现咬边缺陷，在盖面层的焊接接头处，引弧从弧坑前端5mm处开始，将电弧引移至弧坑，并将焊接速度控制在一个较为合理范围内用以避免接头处出现过高或脱节缺陷，确保焊缝焊接质量。在二氧化碳气体保护焊焊接过程中，做好焊接电流与电弧电压的控制对于焊接效果有着直接的影响，通过对焊接过程中的焊接电压和焊接电流进行良好的匹配并通过改变送丝速度来调节焊接的电流用以确保在焊接过程中形成良好的焊缝并减少飞溅和焊接缺陷。焊接过程中所采用的电流、电弧电压阐述可以参照相关二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数表。此外，在二氧化碳气体保护焊焊接过程中如焊接现场风力过大将容易导致二氧化碳保护气体无法发挥其应有的作用，如现场风速过大需要采用一定的防风措施。对于较为重要的焊缝在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧板和引出板，用以避免二氧化碳气体保护焊在焊接的引弧处和收弧处产生焊接缺陷。
5汽车车身焊制程序设计要求
5.1产品结构分块
通常来说，是由底板、四门两盖、内外侧围等大件总成组装成为车身本体构架。故此，针对同一种类型的车身结构分块基本是相同的。然而，其各个总成之间的对接次序与模式却表现出很大的差异性。于是欲完成好车身构架的组装和焊制过程，须做到先恰当地对其车身结构进行分块。现以某品牌汽车的平头驾驶仓为实例进行说明，第一先要构建出后围体结构的焊装总成（后围体和左/右侧围体共同构成焊接总成），第二步进行驾驶间总成的构建。
5.2确定操作规程
因为整个车身尺寸的拟定、加工和校验环节都需要设置在一个定位体系当中，故此，在对车身结构进行设计时一般都会把焊制、组装、倒运以及总装过程所需遵循的技术标准考虑其中。仅是在能够保证其都遵从于某一专门技术基准的情况下，方可实现组装车身构架时其整体车的结构尺寸和其外观几何形态完全吻合。在此基础上，此类基准还要适合于夹具的尺寸设计、现场制作、技术调整、性能检验以及维修过程等。于是，制定基准时尚需关注以下几项要素：①技术基准的通用性。②所用基准必须达到工件精准定位的要求。③所定基准一定要便于测量操作。④基准的执行必须方便于焊接作业的实施。
5.3选定车身组装时的几何配合基准
几何配合基准是说依据车身中每一器件或元件结构上的某一显要部位来表明此元件在X、Y、Z空间直角坐标系内的应有位置。针对车身元器件在其几何结构上所处的基准位置进行表明的效果是否达到精准水平，这在相当程度上关乎着整个车身组装几何外观的精确等级，基于此，针对其元器件所处基准位置的精准确定至关重要。其一，须在正式进入焊制工序之前，仔细分析相关于该部件的定位基准，并且和客户一起分析汽车车身的外观几何形态。其二，经过相关设计人员正式确定工件在车身结构中的基准尺寸确定之后再经客户做出具体的判定，另外也可以由客户亲自来确定其定位尺寸。
5.4确定组装程序
在车身焊制的组装总成环节、分体环节中，其中的每一种冲压器件均须依托严谨程序来加工和组装。因此，在实际的车身结构设计环节中须搞清各个零件的组装步骤，从而达到车身焊制作业的正常实施。
5.5分析焊点结构
通常来说，在对产品结构进行设计时须确定好焊点的重要等级、焊接数量、具体位置及焊接强度等参数。然而，时下部分业主并没有提供产品图纸而只是提供产品数模。
（1）确定定位焊点
汽车车身中较为复杂的构件，常常需要经过组装与补焊等过程来完成焊接。在进行工位组装时，往往受到设备布置空间、生产节拍以及夹具空间占用情况等因素的限制，难以一次就将全部焊接工作完成，而是需要将其分为若干部分，并逐步完成焊点，最后，还要保证焊点能够确保工件离开夹具时的尺寸与形状。
（2）焊点分组
汽车车身的任一总成上均有很多焊点需要完成。所以，在设计工艺过程中应当对焊点分组。
（3）焊钳初期选型
焊钳初步选型即对焊点组数量进行明确，也就是确定焊钳的最小数量。以工程的尺寸与形状为依据来明确焊钳的吊挂形式（转环、纵吊、横吊）、焊钳的形式（C形、X形）、电极形状、喉深、开档等内容，并确定焊点的位置以及操作位置。
6二保焊焊缝的内部质量缺陷及其措施分析
二氧化碳气体保护焊造成的缺陷主要有未熔合、未焊、内裂纹、内孔和夹渣等。如果焊缝不合格，特别是当内部缺陷为裂纹时，会产生很大的安全隐患。
6.1未熔合、未焊透的原因及预防策略
主要原因：焊接区表面生锈或含有氧化膜，接头设计不合理，热输入不足，坡口加工不合适，焊接工艺条件不好。焊缝中不熔化或不熔透，非熔合和非穿透将导致焊缝的横截面减小，并且当焊接件被加载时容易产生裂纹。
预防策略：当接头设计不合理时，焊缝未熔接时应增大坡口角，使电弧直接加热到底部。在焊接区生锈或含有氧化膜之前，应处理焊接区域和沟槽以去除表面氧化层或锈皮。严格按照焊接工艺的要求，接头应注意热量分布的平衡，防止传热不均匀；在多层焊接中应注意，每个焊缝的厚度应在焊接过程中得到控制。一旦焊接不熔化，只能在焊接前从非熔化位置去除焊缝金属。
6.2气孔的原因及预防策略
气孔是由二氧化碳气体保护焊焊接中气体保护不足，焊接速度超速或喷嘴与工件之间的过大距离和工件的不清洁表面引起的。
预防策略：使用清洁干燥的焊丝，保护二氧化碳气体，正确选择焊接工艺参数，清除工件上的油和杂质，对焊接部位，焊丝的长度适中。
6.3夹渣的原因及预防策略
在使用二氧化碳气体保护焊时，其不同于普通电极的电弧焊接，炉渣相对较小，并且产生渣的可能性很小。熔渣夹杂物的主要原因是：多道焊接短弧和高行走速度。
预防策略：在焊接后续焊缝时，应清除焊缝边缘的残渣，降低行走速度，采用高脱氧焊丝提高电弧电压。
6.4焊接裂纹的原因及预防策略
焊接裂纹是焊接中最严重的缺陷。焊接裂纹的成因十分复杂。热裂纹的主要原因是材料抗裂性差、焊接参数选择不当或焊接内应力过大。而造成冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理，焊接布置不当或焊接工艺不合理。
预防策略：工件和焊丝的化学成分中硫和碳含量较高，锰含量低，电弧电压增加，焊接电流增加，焊缝深度减小，行走速度降低，增加横截面。焊接路径，并采用衰减控制来降低冷却速率，使用分段后退技术直到焊缝结束。
结语：综上所述，随着焊接设备以及焊接工艺的不断优化，焊接行业得到了快速的发展。二保焊焊接技术因其独特的优势在汽车焊接中得到了大量运用，焊接质量的好坏对汽车焊缝处的外部美观、焊接后的连接强度、焊接结构的安全性能都产生了直接影响。本文主要从汽车生产中二保焊焊接应用的质量缺陷及其措施进行探究分析，并针对缺陷提出了一些改进措施。
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论文作者:姚嘉奇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/19
标签：车身论文; 气体论文; 二氧化论文; 汽车论文; 电弧论文; 基准论文; 点焊论文; 《基层建设》2018年第33期论文;