铝合金车身的焊接和修复技巧

2021年5月13日
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【摘要】随着汽车技术的快速发展,越来越多的车身构件使用铝合金材料制成,相比于原来的碳钢材料的车身,铝合金车身具有质量轻、安全性高等特点,而且在维修和焊接工艺上和碳钢材料的车身有很大的不同,本文和大家探讨下铝合金车身的焊接和修复技巧,给铝合车身的维修提供技术支持。

【关键词】铝合金车身;焊接技巧;修复技巧

一、前言

汽车车身制造材料的变换,要考虑车身的安全性、经济性、舒适性等因素,并将车辆轻量化作为考虑首选因素之一,铝合金车身的制造应运而生,满足了车身的各种需求,目前这种铝合金部件一般应用在碰撞吸能区域除了能够承载正常的载荷外,在碰撞变形中还可以吸收大量的能量,保护后面的部件完整不会变形,随未得到普遍的发展,也是未来发展的趋势,车身损坏的维修和焊接技巧也是汽车钣金工基本技能之一。

二、铝合金车身的特点

1.经济性:铝合金材料的应用可以使车辆减小 20 % ~30 % 质量,可以减少 10 % 的燃油消耗,这意味着每百公里节省 0.5 升燃油。

2.环保性:减小燃油的消耗,轻量化设计减少了 CO2 的排量,同时减少氮氧化物和硫化物的排放。

3.防腐蚀性:铝暴露在空气中很快能在表面形成一层致密的氧化物,这层氧化物是三氧化二铝,使金属铝和空气隔绝开来,保护氧气的进一步的腐蚀。

4.可加工性:铝材的一致性要比钢材好,它能够很好地通过冲压或挤压加工成形。

5.安全性:铝材具有高的能量吸收性能,是制造车身变形区的理想材料。

6.当然铝合金也存在一些缺点:在生产铝合金车身时,焊接工艺复杂,而且铝合金车身损坏时修复成本相比较高,由于铝材的熔点低、修复性差,钣金工需要专用的铝车身修复工具和工艺进行修复。

三、铝合金车身的焊接技巧

铝合金车身在材料上和碳钢车身有所不同,考虑铝材的活性,在焊接方法上与钢制车身有较大的不同:

1.焊接前的准备

由于铝的熔点低、易变形,焊接要求电流低,所以必须采用专用的铝车身气体保护焊机,与钢制车身焊机相比,送丝管是塑料的,而钢制的送丝管是钢制的;铝丝直径一般为 1m m ,相应送丝轮和导电嘴为 1.0m m ,而钢制焊丝一般为 0.6 或 0.8m m 的;考虑铝材的活性,为了在焊接时保护板件不被氧化,保护气使用 100% Ar气,钢制车身使用 C25 气体;在焊接之前要清除焊接区域的氧化层,因为氧化层的存在会导致焊缝夹渣和裂纹,要用钢丝刷或钢丝球清洁去除杂质、油污和氧化物,二小时内未焊接,需重新清洁,清洁后最好一次焊接完毕。

2.焊接过程

(1)用砂轮机磨去宽度为 20 m m 范围内的涂层,让金属裸露出来。在打磨铝车身过程中,会产生很多铝粉,铝粉不但对人体有害,而且易燃易爆,所以要有防爆炸的集尘吸尘系统及时吸收铝粉。

(2)用不锈钢钢丝刷刷净铝表面,直到表面发亮为止。在焊接时必须严格处理,合理选择焊接工艺防止气孔产生。

(3)在喷嘴内装入直径为 1 m m 的铝焊丝,根据板厚选择好焊接参数,启动焊机,剪断焊丝的端部,以便将熔化的部分清除掉。

(4)将两块铝板放在一起,并在它们之间留一条焊缝。导电嘴到焊接处之间的距离为 7 m m ~14 m m 。

(5)确定焊接的两个板件同一平面上,进行定位焊。

(6)为防止变形,必须要避免过热,焊接方式采用连续点焊,在焊接长焊缝时,应采用分段焊接防止过热,搭接的部位焊接时可以采用塞焊的方式,在铝合金焊接时一般不采用电阻电焊。

(7)由于铝的热裂纹倾向性大,铝合金焊接时由于过大的内应力而在脆性温度间产生热裂纹,焊接时要注意加热和冷却的速度过高,在焊接较厚或大的件时,要对板件进行预热和控制冷却,焊接后在板件上覆盖一层防火毯使冷却速度降低.

(8)铝合金的焊缝的应力很大,会变脆,为防止这种情况,需要用锤对焊缝进行锤击,以消除内应力增加焊缝的强度.

四、铝合金车身的修复技巧

在遇见铝合金车身部件出现损伤时,由于铝比钢软的多,受到加工硬化后更加难以加工,加热容易变形,考虑到铝材的特性,维修时要改变维修钢制车身的方法。

1.铝板的打磨

在铝板上打磨时,要防止高速砂轮机上粗糙的砂轮烧穿柔软的铝,还要注意打磨过程中产生的热量能够使铝板弯曲。打磨时应使用双向砂轮机或电动抛光机,转速不宜超过 2 500 r/m in,建议使用粒度为 80 号或 100号的砂纸或柔软、能变形的砂轮垫块,打磨 2~3 次后,用一块湿布使金属冷却。

2.钣金锤和垫铁修复

铝合金车身修复时,考虑铝合金软,容易在敲击中过重产生过度拉伸,一般采用橡胶或木质的锤或垫铁进行维修;在垫铁和钣金锤配合修复时,一般使用钣金锤不在垫铁上敲击法来校正铝板,敲击时应该多次轻敲,而不是重敲一两次,不要在同一区域反复敲击,敲击轻柔,避免过重造成二次损伤。

3.撬镐修复

对于铝板上出现的小范围凹陷,用尖锤或杠杆撬起效果很好。但是不能使凹陷处升高太多,也不能拉伸柔软的铝。

4.铝外形修复机修复

铝外形修复机和钢板外形修复机工作原理一样,也是在板件上焊接介子,在铝板上焊接铝焊钉,铝焊钉头部有一个小尖与板件接触,接触面积小电阻大,容易焊接,不同的是铝焊钉是一次性使用的,然后通过介子对铝板进行拉伸修复。修复时清除板件表面的氧化层,将焊钉装在焊枪上,接通电源调整适当电流和时间,用适当的压力垂直将焊钉焊在铝板上,装上拉伸连接件用拉锤进行拉伸修复,也可以焊接一排铝垫圈通过钣金省力组合工具进行修复,修复时注意动作轻柔,力量慢慢加大,同时辅助以钣金锤进行修复,修复完毕后用尖嘴钳清除焊钉或垫圈,用锉或打磨机将焊接痕迹打磨干净。

5.铝板的收火

使用外形修复机电极触头或碳棒对板件高处进行收火,铝在熔化时不会改变颜色,要用热敏涂料控制温度,用热敏涂料或热敏笔画一个环状的标志,均匀移动碳棒对变形处加热,待热敏涂料或热敏笔画的标志改变颜色时,停止加热,否则会形成烧穿孔而无法修复。

五、总结

在对铝合金车身进行焊接和修复时,考虑铝材软、熔点低,容易加工变形,产生加工硬化,焊接和修复时要用铝车身专用的气体保护焊机和外形修复机,焊接时选用连续点焊或塞焊方式减少热量对铝板的变形影响,修复时注意力量轻柔,多次轻敲,避免重复敲击一个区域,收火时注意温度,避免熔穿金属。由于铝车身修复工艺要求严格,保证汽车维修质量和维修操作安全,避免铝粉对车间的污染和爆炸,要设立单独的铝车身维修工位。另外,对铝车身的维修人员要进行专业的培训,掌握维修铝车身的维修工艺,如何定位拉伸、焊接、铆接、粘接等。掌握好相关铝合金车身焊接和修复技巧,就能轻松修复好铝合金车身的损伤。

参考文献:

[1]蒋玉秀.汽车工业中的铝合金及其焊接技术.电焊机,2012.4

[2]马鸣图.铝合金汽车板性能及其应用.中国汽车工程学会汽车材料分会第 17 届学术年会论文集,2010.10

[3]李友东. 铝合金在汽车上的应用及其发展前景.汽车与配件,2000.4

本文来源:鲍小沾(江苏省徐州机电工程高等职业学校),版权归原创作者及其公司所有,分享仅用于学习、交流,如有侵权请告知删除。

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