汽车焊接作业中二保焊焊接工艺的应用探究

李鹏达

河南省能源工业技师学院 河南省义马市 472300

引言：二保焊焊接工艺是一种以二氧化碳为保护气体的焊接方法，并且应用方面的操作比较简单，适合全自动焊和全方位焊接，将二保焊焊接工艺技术应用在汽车生产中，能够稳定焊接的过程，并降低传统焊接飞溅的程度，其良好的焊接工艺技术，是当前最为重要的焊接方法之一。

1 二保焊焊接的工艺原理

在汽车焊接中，二保焊焊接工艺主要采用的是焊丝，而非焊条，借助丝轮、软管等方式将焊丝送到焊枪位置。而对应的导电系统经过电阻导电的方式后，可以在二氧化碳的保护环境中与母材产生电弧效应，当产生电弧效应后会释放大量的热气，利用这种原理就可以实施汽车焊接作业。在二保焊焊接工艺中，通过焊枪的喷嘴，将喷射范围固定在焊丝的周围，因此电弧的周围会受到二氧化碳的有效保护，并形成隔绝的空气保护层，避免溶滴和溶池不会受到空气的影响，有助于更好地确保对汽车焊缝的质量保证。

2 二保焊焊接工艺的优势

2.1 具有良好的焊接质量

在二保焊焊接工艺技术中，因为具有非常良好的明弧焊接优点，所以在汽车焊接中能够做到全方位半自动以及自动焊接的特点。这也使得二保焊焊接工艺具有非常良好的稳定性特点，不会因为受到人为因素的干扰而造成焊接质量的问题，随着电弧可长时间的燃烧，使得焊接后的金属组织具有非常高的严密性以及较高的质量。

2.2 具有良好的工作效率

相比于传统的焊接技术，二保焊焊接工艺能够实现更大的焊接电流，这是因为电弧效应能够实现将热量集中的作用，从而对焊丝实现快速熔化。当焊丝的熔化系数达到更高的情况下，二保焊焊接工艺技术在实际焊接中所使用的时间通常也只有传统焊条电弧所用时间的一半，使汽车焊接作业的工作效率变得更高。

2.3 具有能源利用率高的优势

在二保焊焊接工艺技术中，由于电弧密度相对而言比较高，因此在汽车焊接作业中，能够将能量集中地与焊接材料的熔化和母材金属实现有效融合，这也使得汽车焊接中使用二保焊焊接工艺所浪费的能量比较少，并在一定程度上可以有效降低企业的生产成本。

3 二氧化碳保护焊接工艺参数

3.1 电弧电压

电弧电压通常也被称为给定电压，而电弧电压往往决定着电弧的长度，通过较高的电压而引起大滴过渡与焊接的不稳定，从而会出现顶丝问题。在汽车焊接作业中，使用二氧化碳保护焊接时，对电弧电压的最小值需要设定在10V 以内，而最大电压设置在48V，通过焊机自动调节电压，那么在短路过渡的电弧电压和焊接电流中国，需要根据实际情况对其进行匹配如表1 所示。

表1 电弧电压与焊接电流对照表

3.2 焊接电流

焊接电流是焊接作业中最为重要的参数，因此在二氧化碳保护焊接电流的过程中，焊接电流的大小往往决定着溶滴在焊接中的过渡形式，这对电弧稳定性有着很大的影响。而焊接电流对熔深以及生产率有着决定性的影响，当电流增大时，溶深的宽度会有所增大，而溶体的速度增大，那么生产率会有所提高，但随着电流变大，最终会增加飞溅，导致容易出现燃烧以及气孔缺陷等问题。当电流较小时，电弧在不稳定的情况下，会出现无法焊接的情况，对应的焊缝形成也会变得较为不良，当焊接电流在15～520A之间时，会产生不同的电极直径焊接电流范围，如表2所示。

表2 不同焊丝接电流的选用范围

3.3 电弧力

电弧力相当于电流的输出电感，通常情况下，电弧力越大，那么对应的电感就越小，同时电流的变化也会越快，使得电弧会变得比较硬。而当电弧变小时，电感就会越大，电流的变化比较缓慢，因此感弧较软，当顶部太大则会导致出现飞溅的情况发生，并造成顶丝。在焊接电路中，的电感必须按照焊丝的直径以及焊接电流、电压进行选择，对电感的速度进行适当的调节，可以使飞溅减小，也能有效调整频率，最终通过调整电弧的时间，控制电弧的发热情况，而对应的焊接电路中电感的选择如表3 所示。

表3 焊接回路的电感选择

4 汽车焊接作业中二氧化碳气体保护焊接施工工艺技术分析

4.1 二保焊焊接工艺流程

在二保焊焊接工艺流程中，对于需要焊接的汽车零部件放平后，并用专业的夹具将汽车零部件加紧，随后对汽车零部件进行点焊操作。点焊操作形成后进行零部件的核验，确保汽车零部件满足对应的图纸要求后给予焊接处理，在焊接中，尽可能的采取平焊作业，如果焊接需要进行立焊操作，那么则需要确保焊接方向实现自上而下的进行。对于产品工件的厚度以及焊接位置进行电流选取，有利于根据焊道进行最小尺寸的分析，从而避免发生裂纹问题。

4.2 打底层连弧焊接

在汽车焊接作业中，根据实际情况选择引弧熄弧的方法，而这种方法通常在焊接中主要有两种方式，分别是二步方式和四步方式。在二步方式中，需要将引弧熄弧选在开关S2 调到OFF 状态下，从而将伸出的焊丝端头放在对应的引弧位置，并按下焊枪开关后进行焊接。

4.3 焊接运弧方式

在整个焊接过程中，对应的焊接顺序是先腹板，随后进行左翼板内侧处理后，再进行左翼板的外侧处理。针对接弧焊的处理，需要根据焊接电弧的锯齿以及月牙形进行有效摆动，才能实现对下破口温度的影响，避免因为温度过低而出现的沟槽缺陷，也会避免后续发生融合以及夹渣等问题的发生。

4.4 熄弧和接头处理

在二保焊焊接工艺的环节中，如果发生熄弧的问题时，应该及时做好电弧方向的有效管理，并将电弧放置在坡口位置后，才能做到对电弧的熄灭。而在焊接中，如果焊接到了接头的位置，还需要将电弧进行外压操作，并将电弧压到坡口底部的区域，从而确保对电弧接头的有效处理。

4.5 盖面层的焊接

在二保焊焊接工艺中进行连弧焊施工时进行盖面层的焊接，因此必须清理盖面层的表面情况，才能有效避免部分填充杂物对焊接造成的影响。但由于盖面层和填充层的作业比较相似，所以可以使用相同的运弧方法，当电弧摆放至坡口周边后进行停顿作业，需要对焊缝坡口周边的融合状况进行考虑，避免由于焊缝的余温过高而引起危害，使得通信降低出现咬边以及未融合等质量缺陷的发生。

5 汽车焊接作业中二保焊焊接工艺常见的焊接缺陷及应对措施

5.1 烧穿缺陷及应对措施

在汽车焊接二保焊焊接工艺技术中，烧穿缺陷通常是指焊接过程中较大的电流或者电压导致局部温度过高，因此随着焊接速度变慢，使得焊接热的积累和焊缝的根部之间存在着较大的间隙，最终焊接不能容易的填充焊缝。针对二保焊焊接工艺中的烧穿缺陷问题，需要在施工中严格控制焊缝的间隙，并根据焊接构件的实际厚度，选择对应的焊接电流和电压，从而有利于避免出现焊接烧穿问题。

5.2 焊瘤缺陷及应对措施

在汽车焊接中出现焊瘤缺陷的主要原因是焊接的参数选择不够正确，同时焊接的工艺也不够熟练，从而造成了焊接件的放置不当。一旦在汽车焊接中出现焊瘤，只有通过手动或者机械等方式，才能去除焊瘤。为了避免在汽车焊接作业中二保焊焊接工艺出现焊瘤缺陷，通常选择正确的焊接工艺，并使用较小的电流，在应用工艺焊盘时，正确的防止焊接件，并将焊丝焊接到焊缝上，能够避免出现焊瘤的情况发生。

5.3 咬边缺陷及应对措施

当汽车焊接作业结束后，如果焊接的缝隙和焊件本身不能做到有效熔合，那么就会出现一个深度超过0.5mm 的沟槽，从而导致焊接无法达到标准的验收要求，这就是焊接咬边缺陷。而造成这种焊接问题的主要原因是在焊接过程中，焊丝的运送速度比较快，使得焊接的速度也变得非常快，随着电弧的长度加长，那么在进行角焊时，相关工作人员如果没有将焊丝和焊件的焊接部位准确的进行定点，那么焊接人员由于操作不当造成焊件焊接的两边缺乏较好的填补。因此针对咬边缺陷，在二保焊焊接工艺中，可以通过增加电弧长度的方式，减缓焊丝的运送速度，实现降低焊接速度而造成咬边缺陷。操作人员在焊接时，还应该注意工作时的技术问题，确保焊接时的焊缝与周边的熔合角度，否则对汽车零部件的焊接，依旧会出现咬边问题。

5.4 气孔缺陷及应对措施

在焊接时，将二保焊焊接工艺技术应用在汽车焊接中，如果焊接熔化焊件结构会充入气体并形成气泡的情况下，那么这些气泡会在焊接结束后，依旧会残留在焊件上。随着温度的降低并发生凝固，这种气孔缺陷是焊接中比较常见的一种缺陷问题，针对气孔缺陷，通常在二氧化碳气体保护焊的焊接中，由于焊件的洁净度没有达到标准要求，那么就会造成残留物存在焊件的表面，使焊件中残渣有熔化物而更加容易产生气孔。针对焊接中的气孔缺陷，可以在焊接前对焊件进行清洁，将多余的杂质清除掉，以此确保焊接的焊道口有着足够的完整度和清洁度，而在焊接中，避免焊接的熔融物溅到喷嘴处，否则这些熔融物会附着在喷嘴处，若要清理这些熔融物，使用高纯度的二氧化碳气体并控制其水分，能够有效清除这些熔融物。

5.5 弧坑缺陷及应对措施

在二保焊焊接工艺中出现弧坑缺陷是指焊缝表面出现凹坑或者坑，而焊接快速完成时，由于焊枪被过早或者过快的抬起，导致焊缝的失效而造成焊缝产生凹坑。当二保焊焊接工艺中出现弧坑后，弧坑区域还会存在一定的裂缝和收缩孔，为了避免在汽车焊接作业中出现弧坑缺陷，在收弧时，则应注意收弧的时机，等待填满弧坑后再熄灭电弧，能够有效防止电弧坑的产出。通常情况下，对于电弧的电流必须控制在150A，而电压则应该控制在19～21V 之间，并在焊接时，依旧保持大约10～20mm 的范围，才能使电流和电压被调整到焊接的电弧范围内。

5.6 裂纹缺陷及应对措施

在二保焊焊接工艺中如果因为操作不当或者焊接工具的问题，很容易出现焊接接口长短不一致的情况发生，从而出现裂纹缺陷。导致裂纹现象一般是相关焊接人员没有注意开槽的角度或者焊件合金的含量过高造成的，但也有部分焊接人员意识性不强，选择焊丝不当，使得焊接的面积比较大，焊接量增多，最终焊接口没有实现有效融合而出现裂纹。针对焊接裂纹缺陷，焊接人员在实际操作中，对于开槽的角度应该选择和电流大小相适应的开槽角，并选择高质量的焊材，确保焊材的干燥度，合理安排焊接顺序，控制好焊接时电流的大小以及焊接速度，都可以有效避免出现焊接裂纹缺陷的发生。

5.7 夹渣缺陷及应对措施

在汽车焊接作业中，如果采用二保焊焊接工艺时没有注意到焊件和焊接工具的清洁度，导致杂物随着焊接工作而进入到熔池。随着焊接结束后，当温度下降后，不仅会出现气孔缺陷，还会使焊接的缝隙中形成一些多余的夹杂物，造成焊接出现夹渣缺陷，主要是因为操作人员对焊件层进行焊接时没有清理到位，并在焊接时出现重复焊接的问题而产生杂质。与此同时，在焊接中，如果电弧的长度比较长，当焊接的角度没有调整好杂质而向前堆积在一起，就会使电流变小，对应的焊接速度也会变慢。针对夹渣缺陷的处理，可以将焊件放在水平位置，在对焊件焊接口、上轮焊接口以及夹层进行清理工作时，能够更加适当地增加电流的流量，实现更为合适的焊接速度，同时在焊接时也不能焊接过快，要尽可能地使用短弧进行焊接。

5.8 未熔合缺陷及应对措施

汽车焊接作业中使用二保焊焊接工艺出现未熔合的缺陷，其主要原因是焊接区表面生锈或者含有氧化膜，使得接头设计不够合理，热输入也不足。当焊缝中不熔化或者不熔透的情况下，出现非熔合以及非穿透，最终导致焊缝的截面被减小，最终容易出现裂纹。针对二保焊焊接工艺中出现未熔合的缺陷，其应对策略是对接头设计进行检查，发现如果是接头设计不合理时，焊缝未熔接时可以增大坡口的角度，避免电弧直接加热到底部。对于焊接区生锈或者有氧化膜之前，则应处理焊接区域或者沟槽，从而去除表面氧化层或者锈皮，因此严格按照焊接工艺的要求对接头的热量分布进行均衡处理，能够防止传热不均匀的情况发生，并对多层焊接中的每个焊缝厚度进行有效控制。

6 结语

在汽车焊接作业中使用二保焊焊接工艺技术，具有效率高以及成本低的优点，因此二保焊焊接工艺技术被广泛应用于汽车焊接作业中，虽然二保焊焊接工艺技术有着很多优点，但是在实际焊接中依旧存在一定的缺陷，因此在实际焊接中，针对二保焊焊接工艺的缺陷问题，要根据实际情况进行深入分析，才能制定出良好的应对策略，确保汽车生产质量符合对应的生产标准要求。