基于焊接缺陷的厚板零件焊接工藝優(yōu)化

盧軍　魏代斌　牟晉超

【摘 要】隨著近年來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提升，我國的制造生產(chǎn)和消費已穩(wěn)居世界第一，產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟當(dāng)之無愧的支柱性產(chǎn)業(yè)。零部件焊接工藝對于確保質(zhì)量起到了關(guān)鍵性的作用，選擇先進、合理的焊接工藝，無疑能有效的提升整體穩(wěn)定性和安全性。進一步提升焊接工藝水平的理念在制造行業(yè)的融入程度日益加深，應(yīng)用范圍也越來越廣，發(fā)揮了重要的作用。如何在確保焊接質(zhì)量和安全的前提下不斷的改進和完善焊接工藝，從而最大程度滿足消費者對的差異化需求，成為了及零部件制造企業(yè)所重點關(guān)注。基于此，今天本文主要就零部件焊接工藝的探討這一論題給大家進行闡述和分析，希望起到拋磚引玉之效。

【關(guān)鍵詞】零部件；焊接；工藝

中圖分類號：TG44文獻標(biāo)識碼：A

引言

在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升背景下，如何能夠應(yīng)用更加先進的焊接工藝成為當(dāng)前首要工作內(nèi)容。由此看來，加強零部件焊接工藝的研究是十分有必要的，對于后續(xù)理論研究和實踐工作開展具有一定參考價值。

1、零部件焊接工藝

當(dāng)前，我國生產(chǎn)制造中應(yīng)用的焊接工藝中種類繁多，其中主要包括 CO2 氣體保護焊、電阻焊以及激光焊等，這幾種焊接工藝效率高、生產(chǎn)量大、變形小以及便捷操作的特點十分突出，能夠有效降低能源消耗，更適合應(yīng)用在薄板覆蓋零部件焊接中。

1.1CO2氣體保護焊

CO2氣體保護焊是一種較為常見的焊接工藝，主要是利用CO2作為保護氣體，在實際應(yīng)用中具有成本低、效率高的優(yōu)勢，同時此種焊接工藝操作簡單、便捷，對于工件厚度要求不高，可以實現(xiàn)全方位焊接作業(yè)；具有抗裂性作用，焊縫較低，氮氣含量較少，所以具備較高的抗裂性能。此種焊接工藝在、后橋和車架等幾個方面應(yīng)用成效較為突出，成為當(dāng)前廣泛應(yīng)用的焊接工藝之一。

1.2電阻焊

電阻焊是將工件緊緊壓在兩電機之間，施加一定電流，電流在流經(jīng)工件表面時會產(chǎn)生電子熱效應(yīng)，從而導(dǎo)致工件升溫直到融化，轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)，促使金屬更有效的結(jié)合在一起的焊接工藝。電阻焊焊接成本較低，并且不需要使用焊條等金屬物質(zhì)，或是氫和氧材料，以較小的成本創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益；操作便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化作業(yè)，降低勞動強度，規(guī)避安全隱患；加熱時間短，熱影響趨于小，受到的變形影響較小，焊接后并不需要校正處理。

1.3激光焊

激光焊是一種利用激光束作為主要能源轟擊工件，利用產(chǎn)生的熱量實現(xiàn)焊接。此種工藝熱影響區(qū)間變化范圍小，所以熱傳導(dǎo)變形較低；不需要使用電極，也不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，由于此種焊接工藝師不接觸式焊接，所以能夠有效降低焊接器具的損耗；不受空間限制，可以焊接小型的零部件；焊接材料種類較廣，可以采用不同材質(zhì)的材料或金屬物質(zhì)；不受磁場干擾；焊接品種較好，生產(chǎn)效率高，可以實現(xiàn)自動化和機械化。可以說，激光焊較之電阻焊而言更為先進，生產(chǎn)效率更高，據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，一臺激光焊接機器人作業(yè)效率相當(dāng)于三臺電阻焊機器人，還可以降低焊接準(zhǔn)備、工裝投資和材料消耗費用，提升焊接材料利用效率。

2、零部件焊接工藝的應(yīng)用

①零部主要是關(guān)鍵性部件，其是生產(chǎn)制造中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，其涉及到相關(guān)及零部件的安裝和配備，在一定程度上決定了的整體質(zhì)量和性能，是形成完整性的精髓。而鋼板的質(zhì)量和各部件間的焊接工藝和質(zhì)量則是影響制造的重要所在。②據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，普通乘用車大概有4000個焊點，而金屬焊接是主要采用的焊接方式，其具有無痕焊接的特點，整體焊接效果較好而為世界上主流制造廠商所廣泛采用。這種金屬焊接能一定程度上的減少零部件數(shù)量，降低成本；而且還能提升的抗疲勞和抗沖擊性，是未來主要的焊接發(fā)展方向。③焊接工藝廣泛的存在于制造業(yè)、電子工業(yè)、粉末冶金、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展如下：1）以德國大眾、奔馳、寶馬為代表的歐洲先進制造業(yè)在20世紀(jì)80年代開始率先在、車頂?shù)肉k金焊接采用了激光焊接工藝，隨著90年代以美國通用、日本豐田為代表的企業(yè)將激光焊接運用到及零部件制造的更廣泛領(lǐng)域，從而推動了焊接工藝水平得到突飛猛進的發(fā)展。2）近年來，激光焊接技術(shù)已呈現(xiàn)出大功率、多路式方向發(fā)展的趨勢，從而較好的滿足了工業(yè)大批量、標(biāo)準(zhǔn)化和高自動化的要求。在焊接工藝方面，通過各科研院所的不斷深入研究，已找到了通過在激光焊接過程中添加相應(yīng)的粉末金屬來消除熱裂紋和提高焊接速度，減少公差的有效方法，從而推動了焊接技術(shù)的進一步成熟和優(yōu)化。這也為更高質(zhì)、高速的制造奠定了良好的基礎(chǔ)。④激光焊接通過高能量密度的激光將不同厚度、材質(zhì)和涂層的板材焊接成一塊整體再進行沖壓生產(chǎn)，能滿足零部件不同部位對材料性能的要求，此工藝廣泛應(yīng)用于零部件的加工組裝焊接，加速了用沖壓工藝取代鍛造工藝的進程。同時，其通過與光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)以及信息化軟件技術(shù)的協(xié)同配合，在工藝技術(shù)可控的前提下，配合點焊系統(tǒng)和夾具，實現(xiàn)了自動化焊接的目的，從而推動了裝配生產(chǎn)線的自動化。⑤焊接工藝廣泛的應(yīng)用在的制造上，其已成為一種較為固定的半成品成型方法。經(jīng)激光拼焊板沖壓而成。同時，接近50%的零部件均主要采用激光焊接工藝，其已逐漸成為零部件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化工藝。近年來興起的復(fù)合激光焊接工藝為制造提供了全新的焊接工藝，其使得各種材料和結(jié)構(gòu)的焊接性能得到大幅度提升。

3、零部件焊接質(zhì)量檢測

零部件焊接質(zhì)量對于整車的質(zhì)量和安全十分重要，以下是其常見的質(zhì)量檢測方式：

3.1 焊點外觀質(zhì)量檢測

常見的焊點外觀缺陷主要有焊點壓痕過深、焊點扭曲、焊透不足、燒穿等情形。針對以上缺陷，必須對車身焊點外觀質(zhì)量制定相應(yīng)的等級標(biāo)準(zhǔn)，超出標(biāo)準(zhǔn)的焊接工作必須重工處理；同時，積極控制焊接過程和結(jié)果管理，大力降低 NQST 值，以確保焊接的綜合質(zhì)量。

3.2 焊點強度質(zhì)量檢測

焊接后的檢測可分為破壞性和非破壞性檢測。前者對車身的影響相對較大，而且對焊點的要求較高，需要對檢測的焊點進行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膫蓽y，同時要選擇適合的檢測方法，才能減少對焊點的影響；后者能及時的發(fā)現(xiàn)如虛焊、弱焊等焊接缺陷，并進行有針對性的處理。

3.3 針對凸焊的質(zhì)量檢測方法主要如下：

①根據(jù)圖紙要求，設(shè)計一套焊接夾具，上下電極各一副以及外觀合格的焊件。②對部分零部件沿焊縫中心位置進行對稱壓包處理，同時對焊件進行去油污、去銹等表面清理工作。③針對凸焊機壓力、行程時間、加壓周數(shù)、熱量調(diào)節(jié)、維持時間、次級空載電壓等參數(shù)進行合理設(shè)置。④撕破試驗是用來檢驗焊點的最常見方法，其具有操作簡便、效果直接明顯的特點。其具體方法為：用外力撕開焊縫，其中一片有圓孔，另一片有圓形凸臺，表示焊接質(zhì)量較高，同時也可以通過撕開的端口來判斷焊接熔核的直徑。

結(jié)束語

綜上所述，伴隨著制造行業(yè)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的提高和進步，相應(yīng)的對焊機工藝提出了更高的要求。零部件的品質(zhì)高低直接是影響整車品質(zhì)的關(guān)鍵所在，這就需要零部件生產(chǎn)和制造中，能夠結(jié)合實際情況，選擇更為合理的焊接工藝，有效提升整體安全性和穩(wěn)定性。

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（作者單位：中車青島四方機車車輛股份有限公司）