提高客车车身骨架CO2焊焊接质量的工艺措

1、提高客车车身骨架CO2焊焊接质量的工艺措提高客车车身骨架CO2焊焊接质量的工艺措施 2011年10月27日 一、前言 在客车车身骨架的组焊过程中，细丝CO2焊以其高效、节能、适用性广、焊接变形小等优越性成为主要的焊接方法。尽管这种焊接方法在科技领域已不是最新的应用技术，相关理论已日趋成熟，但在实际生产过程中仍有许多因素需要探讨、研究，从而真正地掌握其内在规律，制定合理正确的焊接规范和工艺方案，为整车质量的提高和生产的顺利进行提供保证。 二、CO2焊接法的特点及其容易出现的质量问题 1、CO2焊接法的特点 CO2焊是用CO2做保护气体的一种气体保护焊，CO2气体在高温下参与冶金反应，明弧，焊接能

2、量集中，焊缝窄，焊接热影响区小，焊接变形小，操作简单，适合于薄板及全位置焊接，抗锈蚀能力强，生产效率高。同时，也存在着焊接飞溅大，焊缝美观性差的特点。 2、CO2焊接法在车身骨架焊接中容易出现的质量问题 以常隆客车为例，客车车身骨架的结构形式为异型钢管、薄钢板冲压件及一些钢板连接件拼焊而成。焊缝形式基本有对接、角接和搭接三种。大多数焊缝是与整车骨架及局部构件一样承受载荷并有着严格的各项强度要求的，只有部分焊缝为联系焊缝。由于作为车身骨架主要构件的异型钢管和冲压件壁厚或板厚只有1.52 mm，属于薄钢板焊接，并且在实际的生产操作中焊缝形式和焊接位置的变换是极为频繁的，所以较容易出现焊缝成形差及咬

3、肉、烧穿、尖锐焊瘤、气孔、裂纹等影响焊缝强度可靠性的质量问题。有些问题是难以在焊后一一检查到的，只有在焊前制定正确合理的焊接工艺并在实际生产操作中严格遵守、精心实施，才能消除各种质量隐患。 三、影响CO2焊焊接质量的基本因素探讨 针对上述CO2焊的特点及在车身骨架焊接中出现的各种质量问题，对所有可能的影响因素都进行了分类研究。结论表明，随着CO2焊的推广应用，焊接设备(如焊机、送丝小车等)和焊接材料(如焊丝、CO2保护气体等)已逐渐能满足焊接工艺及焊接质量的要求，重点应解决的问题是焊接规范的严密制定和严格遵守，CO2保护气体流量的正确调节，以及车身骨架构件即母材制备和组对时的焊接工艺性。以下重

4、点从这几方面分别加以探讨。 1、焊接规范参数的确定 1.1焊接电流 焊接电流在CO2焊焊接过程中是最重要的规范参数之一。其他焊接规范与焊接电流都有着一定的匹配关系。焊接电流的大小影响焊缝的熔深及加强高。通常当焊接电流I增大时，焊缝的熔深及加强高都有所增加。如果电流过小，容易造成未焊透，焊缝强度降低；如果电流过大，对于薄板特别容易造成烧穿并形成尖锐焊瘤，烧穿直接减少焊缝面积，尖锐焊瘤产生极大的应力集中并增加了打磨工作量，而且由于过热使焊接热影响区韧性降低，内部裂纹极易扩展，强度明显降低，同时由于过热产生了较大的焊接变形使设计结构尺寸难以保证。在客车车身骨架焊接中电流过大引起的烧穿现象普遍存在，况

5、且大电流薄板CO2焊的操作难度极大。所以在保证焊透、防止烧穿并考虑生产效率的的前提下，依据具体生产条件，制定出一个合理的薄板CO2焊焊接电流范围并严格控制其上限非常必要。通过客车车身骨架焊接的生产实践和现场实验的大量统计结果表明，焊接电流的最佳选择范围如下： d=1.2 mm时，I=100130 A d=1.0 mm时，I=90110 A 其中d为焊丝直径。 1.2焊接电压 焊接电压有两个，一个是焊接电源电压，一个是电弧电压。一般焊接电源电压为定值，它可通过电源自身调节。电弧电压是表示CO2焊电弧状态的一个数值参数，意味着电弧的长度，由于薄板CO2焊采用短路过渡形式，要求电弧电压与焊接电流相匹

6、配，并要求电弧电压较低，最佳选择范围在1820V之间，此时在操作时能听到"基-"的连续短路的声音，焊接飞溅最小，电弧最稳定。值得说明的是：最稳定的电弧将得到最好的焊缝。 1.3焊接速度 焊接速度对焊接质量影响较大。在其它条件一定时，焊缝的熔宽和熔深随着焊接速度的增加而减少。如果焊速过高，容易产生咬边和未熔合缺陷，同时气体保护效果差，容易产生气孔，焊缝成形质量及强度明显降低，对车身骨架焊接现场的调查表明，影响CO2焊焊接质量的气孔问题很多是由焊速太快造成的。相反，如果焊速太慢，则焊缝过宽，薄板极易烧穿并形成尖锐焊瘤。上述焊接质量缺陷在实际生产中不同程度地存在，特别是在使用过大

7、焊接电流的情况下。所以，操作者必须根据实际情况，严格控制焊接速度。在使用前述正确的焊接电流时，考虑到焊工普遍的技术水平，依据现场实验统计结果，薄板CO2焊焊接速度应控制在4050 cm/min之间。 1.4 CO2气体流量 薄板CO2气体流量一般规定在1015 L/min，这项要求普遍得到遵守。但值得一提的是风的影响不容忽视。特别在夏季，施焊现场为了通风降温，门窗敞开，有的焊工为改善工作环境有时直接用风扇吹拂工作区。理化分析表明，当风速上升到2 m/s时，CO2的保护功能被严重破坏，大量空气混杂在电弧和熔池中，焊缝便产生大量的气孔。因此，在有风情况下CO2焊施工时，应控制风速在1.5 m/s以

8、下。具体办法如设立屏风、设计防风框架等，并且有必要增加CO2气体流量。实验表明，风速每超过标准(即1.5 m/s)1 m/s，气体流量大致就应提高10 L/min。 2、母材的焊接工艺性 车身骨架的组焊工艺过程是这样的，将各构件(镀锌异型钢管、薄板冲压件及连接件)装入焊接夹具内，运用定位焊组对后采用CO2焊将骨架焊成一体。对焊接质量有较大影响的母材焊接工艺性主要体现在下列几方面。 2.1接头间隙 在实际焊接生产中，母材即构件的接头间隙对焊接质量的影响是很大的。一般来说，薄板焊接的接头间隙应小于1.5 mm或不留间隙，反之，由于薄板本来对熔池的支持力就小，如果间隙过大，熔池更不稳定，既使小电流产

9、生的电弧冲击力甚至熔池的自身重力也会引起烧穿并形成尖锐焊瘤。即使是在间隙中塞入填料焊接或者多次起弧焊接填充接缝，虽然表面形成了焊缝，但成形质量极差，强度极低。接头间隙应从以下几方面加以控制： (1)条件允许情况下，设计焊接接头时应尽量采用角接接头和搭接接头并考虑到装配焊接的难易和精度； (2)单件制造工艺应充分考虑到焊接工艺性的要求，严格保证尺寸精度； (3)组对焊接前对焊接夹具及构件应进行检查和修正，尽可能减少各种积累误差。 2.2定位焊 考虑到薄板焊接极易产生焊接变形，定位焊很必要，应认真纳入到焊接工艺中。客车车身骨架各种构件的接头大都比较短，长焊缝很少，所以一般可规定每处接头定位焊24点

10、，焊缝长35 mm，间距3050 mm。另外，由于定位焊太短熔合不充分，容易出现气孔等缺陷，所以定位焊可采用背面定位，或者焊接时把定位焊缝金属充分熔化。起弧处、收弧处和焊缝急剧拐弯处不应定位焊，因为容易造成疲劳断裂的裂纹源，这在客车制造中很重要。 2.3表面状态 CO2焊与手工电弧焊相比，接头周围的油污、油漆、水分、铁锈对气孔的产生影响更大。有杂质接头焊后的理化试验分析表明，既使气孔在焊缝表面看不见，剖开断面，其内部气孔很多。过去工艺上只强调了焊后的清理、修磨，而忽视了焊前的清理，今后必须引起重视。 四、结束语 以上针对车身骨架CO2焊容易出现的质量问题，从其主要影响因素的各方面进行了研究探讨，结合生产实际提出并归纳了提高车身骨架CO2焊焊接质量的各项工艺措施。通过大量的生产实践应用，结果是比较理想的，从而证明这些工艺措施是可靠实用的。当然，车身骨架CO2焊焊接质量并非达到尽善尽美，还需进一步的探索和提高。随着CO2焊焊接设备及焊接材料的不