TIG焊在铝合金车身维修中的应用

金星

现在汽车越来越多，各种车型蓬勃发展，为了确保乘车人身安全，尽可能的减少汽车的自重，降低燃油的消耗，减少汽车废气的排放，未来汽车发展的方向就是汽车轻量化，采用轻质的材料和加工工艺。由于铝合金、镁合金熔点低、密度小，采用传统的焊接加工方法，易烧穿、变形大、焊接质量得不到保证，所以采用电弧集中、焊后变形小、保护效果好、成形美观、焊接质量好的钨极氩弧焊（TIG焊），根据我多年的焊接经验，浅谈钨极氩弧焊的焊接技术及其在汽车维修中的应用。

TIG焊的原理、特点

是利用电极材料钨极与焊件间，通过高频高压产生电弧，来熔化被填充的焊丝和被焊金属，同时从喷嘴中连续喷出的保护气体（Ar），在电极及熔池周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的影响，从而获得优质的焊缝。具有焊缝质量高、焊缝金属密度好、焊后变形与应力小、保护效果好、焊接范围广等特点，特别适合薄板、管道打底层和铝镁及其合金的焊接。

TIG焊的焊接工艺

由于采用的是非接触法引弧，所以在焊接前必须对焊件进行打磨处理。

焊前清理

焊接前必须对被焊材料的坡口、正反两面坡口附近20mm内范围内，去除金属表面的铁锈、油污和氧化膜等杂质，以确保焊缝的质量。一是机械清理法：采用砂纸、钢丝刷或角磨机对焊件表面进行擦拭、打磨除锈，也可用刮刀铲去焊件表面氧化膜，直到露出金属光泽；适合于大尺寸、焊件周期长的焊件；二是化学清理法：通过化学反应的方法去除焊丝或焊件表面氧化膜的方法，与机械清理法比，具有清理效率高、质量稳定均匀、保持时间长等特点，适合于小尺寸焊件；三是化学一一机械清理法，刚开始清理时采用化学清理法，焊接前再用机械清理法对焊接部位清理。主要适用于质量要求高的焊件。

焊接工艺参数的选择

焊接电流：根据焊件厚度、钨极直径、焊丝直径和焊缝位置来选择，过大或过小都会使焊缝成形较差或产生焊接缺陷。如在焊接时发现焊条熔化过快、颜色变红、飞溅过大，不易控制应立即停止，调到合适的电流为止。要求：焊接时焊机必须在空载下调节焊接电流，否则易烧坏焊机。

电弧电压：焊缝厚度减小时，熔宽明显增加，电弧电压增加；随之电弧电压的增加，气体保护效果变差，当电弧电压过高时，易产生未焊透、焊缝被氧化和气孔等焊接缺陷，电弧越长，电压越高，所以应尽量采用短弧焊接，一般10-24伏。

氩气流量和喷嘴直径：根据板的厚度选择，过大造成浪费，易形成紊流，使空气转入，过小，气流挺度差，易受到外界气流的干扰，降低气体保护效果，通常在3-20L/min范围内，喷嘴直径随着氩气流量的增加而增加，一般5-15mm：喷嘴至焊件的距离5-15mm；钨极伸出喷嘴的长度3-6mm。

钨极直径及端部形状：根据焊件厚度、焊接电流和电源极性来选择，一般将钨极端部磨成圆柱形，小直径焊接时，钨极磨成尖锥角，大直径焊接时，钨极磨成钝角，纯钨极为绿色；钍钨极红色；鈰钨极为灰色。

电源的种类和极性

直流反接。焊件接电源的负极，电极接电源的正极（钨极为正极，焊件为负极），由于电弧阳极区的温度高于阴极区的温度，使接正极的钨极温度过高而烧损，许用电流小，同时焊件上受到的热量也少，所以，熔透深度较浅，焊接生产效率低，很少采用。但是，直流反接最大的特点就是能去除氧化膜的作用，特别适合焊接铝、镁及其合金。因为铝镁及其合金焊接时，最容易氧化，形成熔点很高的氧化膜（A1203的熔点为2050℃）覆盖在熔池表面，阻碍基本金属和填充金属的熔合，造成未熔合、夹渣、焊缝表面形成皱皮及内部产生气孔等焊接缺陷。采用直流反接时，电弧空间的正离子由钨极的阳极区飞向焊件的阴极区，撞击金属熔池表面，将致密难溶的氧化膜击碎，以达到清理氧化膜的目的，这种作用也叫做“阴极破碎”。由于钨极的许用电流小，易烧损，电弧燃烧不稳定，所以铝、镁及其合金一般不采用此法，而尽可能使用交流电源。

交流钨极氩弧焊。因为交流电极性是不断变化的，在交流正极性的半周波中（钨极为负极），钨极能够得到冷却来减少烧损，而在交流负极性的半周波中（焊件为负极），具有阴极破碎作用，可以清除熔池表面的氧化膜，所以，交流钨极氩弧焊具有直流钨极氩弧焊正、反接的特点，是焊接铝镁及其合金的最佳方法。

轿车车身的基本结构及损伤情况

轿车车身主要有两种类型：承载式车身和非承载式车身。承载式车身由地板、骨架、内外蒙皮和车顶等点焊成刚性框架结构，强度条件好，目前，制造轿车车身的主要材料采用高强度薄钢板.多以冲压焊接来完成的。还有轻质材料应用在汽车中如铝、镁及其合金，由于铝合金、镁合金的特点是对电弧热量比较敏感，不能大量加热，否则性能会发生组织改变，甚至其强度会发生变化。焊接时易烧穿，焊后易变形等。在铝合金、镁合金焊补中，采用TIG焊能够基本解决了气焊、焊条电弧焊、C02焊造成的烧穿、焊后变形大等焊接缺陷；TIG焊能基本解决了铝、镁及其合金表面氧化膜难熔的问题，达到了原子结合的目的，保证了焊接质量，控制了焊接变形与应力。

随着汽车向轻量化发展，各种高强度钢、铝、镁、钛及其合金、异种钢、碳纤维等材料的出现给焊接都提出了更高的要求，这就需要我们针对不同的汽车板材选择不同的焊接工艺和方法，如TIG焊、CMT焊、MIG/MAG焊等，对以后铝合金车身及镁合金汽车附件的修复积累宝贵的经验。

（作者单位：日照职业技术学院）endprint