淺析預防汽車鈑金修復焊接變形的方法

遼寧省交通高等?？茖W校/高元偉

一、焊接變形產生的原因

現代汽車的車身基本是由高強度薄鋼板沖壓成型后，經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（包括結構措施和工藝措施等）去預防焊接變形的出現。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，也可依實踐經驗進行計算，其經驗公式如下：

ΔL ≈0.1δ（ΔL=預留收縮變形量，δ=板厚）

（2）預置變形量。在焊接前，可以根據理論計算和實踐經驗（通過試焊的方式），根據焊接變形發展的規律，預先估計結構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生變化，大大減少主焊接產生的熱變形。

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，避免發生焊接變形。

（2）優化焊接順序。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。在焊接結束后，焊縫尚處于紅熱狀態，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，減少焊縫區與焊件其他區域的溫差，從而減少焊接變形。保溫緩冷的區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 范圍內的母材。

三、結語

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，總結了各類焊接變形的易發位置。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量，恢復原車身的設計強度和外觀要求，為后續維修施工奠定良好基礎。