TIG焊在铝合金车身维修中的应用

2019-01-06李霞辉龙浩南

福建茶叶 2019年9期

李霞辉，龙浩南

（湖南汽车工程职业学院，湖南株洲 412001）

TIG焊被称为钨极氩弧焊，此种焊接技术具有优点较多，如电弧较为集中，焊接后出现变形的情况较小，起到的保护效果也较为明显，在汽车车身维修中采用钨极氩弧焊可保障车身外形的美观，焊接质量较好等。正是由于钨极氩弧焊多方面的优点，才能在汽车维修中被广泛使用。以下是本文对铝合金车身维修中TIG焊的应用分析。

1 钨极氩弧焊的原理及特点

钨极氩弧焊中使用到的钨极和焊件在高频高压的情况下会产生电弧，产生的电弧可以将被焊的金属和被填充的焊丝融化，期间能将保护气体（Ar）从喷嘴中可以被连续性喷出，该气体可以在电极和熔池周围形成气体保护层，起到隔绝空气的作用，该保护层可以避免影响到钨极和熔池，由此可以提高焊缝的质量。钨极氩弧焊焊接质量非常高，且焊接金属的高密较好，焊后物体不容易出现变形，能有较好的保护效果。此种焊接技术适用于合金材料、薄板、管道打底层的焊接[1]。

2 钨极氩弧焊焊接工艺

2.1 焊前清理

焊接前需要将金属表面的铁锈、氧化膜以及油污等杂质去除，杂质清除范围为被焊材料坡口、正反两面坡口附近20mm以内，清除杂质可提高焊接的质量。其中所采用的清理法有机械清理法、化学清理法以及化学机械联合清理法等。机械清理法主要借助钢丝、砂纸、角磨机擦拭、打磨焊件表面，达到去除铁锈的目的。针对焊件表面的氧化膜也可以采用刮刀铲去。机械清除法适用于周期长的焊件或者是尺寸较大的焊件。化学清理法主要是借助化学反应将焊件表面的氧化膜除去，此种清除方法更为高效，可以长时间保持且质量较为稳定的优点。小尺寸焊件适合采用化学清除法。而针对质量要求比较高的焊件可采用化学机械联合清理法[2]。

2.2 选择焊接工艺参数

（1）焊接电流选择：焊件厚度、钨极直径、焊丝直径和焊缝位置是焊接电流选择的依据，焊接电流过大或者过小的情况下，都会发生焊接缺陷。为了保护焊机需要焊接时焊机在空载下调节焊接电流。（2）电弧电压选择：电弧电压增加的情况是在焊缝厚度减小，熔宽增加时，电弧电压在增加的情况下，气体保护效果会降低。一旦电弧电压过高容易出现各种焊接缺陷。电弧长度与电压成正比，因此实际中常使用短弧焊接。（3）氩气流量、喷嘴直径选择：板的厚度是该部分选择的主要依据，若流量和直径较大，则容易出现浪费，紊流问题容易发生。若流量和直径较小，气流挺度不高，容易被外界气流干扰，将气体保护效果降低。因此氩气流量一般设置在3-20L/min，并伴随喷嘴直径的增大而增大，喷嘴直径一般设置在5-15mm。钨极伸出喷嘴的距离和喷嘴至焊件的距离分别为3-6mm、5-15mm。（4）钨极直径、端部形状选择：电源极性和焊接电流是该部分选择的依据，圆柱形为钨极端部常见形状，其中钨极磨成钝角适合大直径焊接时，钨极磨成尖锥角适合小直径焊接时。此外，钝钨、钍钨、铈钨分别为绿色、红色、灰色。

2.3 电源种类和极性分析

（1）直流反接：焊件和电极分别接单元的负极和正极。去除氧化膜是直流反接最大的特点，铝、镁及其合金的焊接上适合采用直接反接模式。分析直流反接可以起到去除氧化膜的作用是因为钨极阳极区的电弧空间正离子会飞向焊件的阴极区，对金属熔池表面进行撞击，击碎致密难溶的氧化膜。但是直流反接中钨极许用电流不大，容易被烧损，电弧燃烧稳定性较差，因此铝、镁及其合金不常采用直接反流，而采用交流电源[3]。（2）交流钨极氩弧焊：交流电极性一直是变化的，钨极在交流正极性的半周波中可以得到冷却，以此来减少烧损。在交流负极性的半周波中，熔池表面的氧化膜可以在阴极破碎作用下被击碎。直流钨极氩弧焊正、反接的特点在交流钨极氩弧焊上可以体现出来，因此铝镁及其合金焊接中常使用此种方法。

3 针对轿车车身基本结构和损伤情况选择焊接技术

承载式车身强度好，高强度薄钢板是其主要材料，可在冲压焊接下完成。汽车中使用的轻质材料对电弧热量较敏感，因此不能大量加热，否则会促使组织发生改变，影响材料本来的强度。采用TIG焊对在铝合金、镁合金等合金材料进行焊接，可有效解决气焊、焊条电弧焊、CO2焊造成的焊接缺陷，由此保障焊接质量，减少焊接后变形问题[4]。