淺析預防汽車鈑金修復焊接變形的方法

遼寧省交通高等專科學校/高元偉

一、焊接變形產(chǎn)生的原因

現(xiàn)代汽車的車身基本是由高強度薄鋼板沖壓成型后，經(jīng)過不同焊接方法制造而成。CO2氣體保護焊采用局部集中加熱的方式，使得焊件上各部分溫度差異巨大，若再冷卻過快，導致熱脹冷縮不均勻，則零件會產(chǎn)生變形。在一定條件下，焊接變形會嚴重影響焊件的強度、剛度、受壓時的穩(wěn)定性等。引起汽車鈑金焊接變形的原因有很多，如鈑金形狀、材料性能、加熱條件及焊接工藝等，但最根本的原因是焊件不均勻受熱和冷卻。

二、焊接變形的預防方法

車身焊接變形的成因是復雜的，造成的危害也是巨大的。因此，應通過各種的方法措施（包括結(jié)構(gòu)措施和工藝措施等）去預防焊接變形的出現(xiàn)。我們在焊前、焊中、焊后三個階段，分別采用不同預防措施。

1.焊前措施

（1）預留收縮余量。在準備鈑金配件時，應預先考慮板材的收縮余量，以便使焊后工件達到所要求的形狀、尺寸。收縮余量大小可以通過試焊的方式得到，也可依實踐經(jīng)驗進行計算，其經(jīng)驗公式如下：

ΔL ≈0.1δ（ΔL=預留收縮變形量，δ=板厚）

（2）預置變形量。在焊接前，可以根據(jù)理論計算和實踐經(jīng)驗（通過試焊的方式），根據(jù)焊接變形發(fā)展的規(guī)律，預先估計結(jié)構(gòu)焊接變形的大小和方向，然后在焊接裝配時給予一個大小相等、方向相反的預置變形量β（如圖所示），這個變形量剛好可以抵消焊接變形，焊后板件恰好是平整的。

┃預置變形量

（3）實施定點焊接。根據(jù)預留收縮余量和預置變形量將焊件用專用夾具加以固定。對定位好的板件實施定位焊接，定位焊的焊點間距是板厚的15～30 倍，這種方式可以保證焊接過程中板件的相當位置不發(fā)生變化，大大減少主焊接產(chǎn)生的熱變形。

2.焊中措施

（1）采用強焊接條件。強焊接條件即大電流短時間，在保證焊接效果的前提下，加快焊接速度，減少焊接時間，盡量減少熱量向焊縫周圍擴散，避免發(fā)生焊接變形。

（2）優(yōu)化焊接順序。如果焊縫較多，有長有短，應堅持“先短后長”的順序。如果焊縫較長，應堅持“先中后邊”的順序，可采用逐步退焊法和跳焊法，交替焊接，從而避免焊件受熱不均。

3.焊后措施

（1）錘擊熱焊縫。在焊接結(jié)束后，焊縫尚處于紅熱狀態(tài)，應立即用尖手錘（錘頭0.5kg）快速錘擊焊縫，用外力輔助其塑性延伸，從而減小焊接變形，消除應力和使焊接組織細化，提高焊縫強度。

（2）保溫緩冷。在條件允許的情況下，最好實施焊后保溫和緩冷，這樣可以降低冷卻速度，減少焊縫區(qū)與焊件其他區(qū)域的溫差，從而減少焊接變形。保溫緩冷的區(qū)域應包含焊接接頭和焊接表面各方向大于或等于鋼板厚度的2 倍且不小于50mm 范圍內(nèi)的母材。

三、結(jié)語

高強度鋼板在汽車車身制造中得到廣泛的應用，針對高強度薄鋼板的焊接特性，研究焊接變形的預防方法是十分必要的。本文分析了各類焊接變形的引起原因，總結(jié)了各類焊接變形的易發(fā)位置。分別從焊接前、焊接中、焊接后整個焊接流程，提出相應的焊接變形預防措施，以防止因焊接變形而影響車身修復質(zhì)量，恢復原車身的設計強度和外觀要求，為后續(xù)維修施工奠定良好基礎。