|
基于TIG焊的鋁合金車身維修研究
張影 2022/2/17 15:49:18
（淮安生物工程高等職業(yè)學校 江蘇淮安 223000）
摘要：基于提高鋁合金車身維修水平的目的，本文從焊接工藝視角出發(fā)，提出TIG焊在鋁合金車身維修中的應用研究，著重分析該項TIG焊接工藝中的焊接速度、焊接峰值電流對焊縫形貌的影響。通過實驗測量發(fā)現(xiàn)，這兩項因素對焊縫形貌的影響較大，根據(jù)測量結果，給出焊接速度、焊接峰值電流設定范圍，從而為鋁合金車身維修焊接工藝的改進奠定基礎。
關鍵詞：TIG焊；車身維修；鋁合金
鋁合金具有較強的導熱導電性能，材料密度較小，強度較好，并且存在耐腐蝕性能較好的優(yōu)勢，符合車身加工需求，因而在車輛生產(chǎn)中應用比較廣泛[1]。隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升，促進了汽車行業(yè)的快速發(fā)展[2]。道路車輛數(shù)量逐漸增加，很難避免交通安全事故的發(fā)生。鋁合金車身維修作為交通事故處理主要內(nèi)容之一，對焊接技術水平的要求較高[3]。傳統(tǒng)焊接工藝的應用，在焊縫形貌把控方面有待改進[4]。本文嘗試提出TIG焊接技術，采用實驗分析的方式，探究該項技術在鋁合金車身維修中應用的焊縫形貌把控方法。
一、實驗設備與材料
1、實驗設備
本次實驗通過搭建鋁合金車身焊接信息采集與控制系統(tǒng)，作為TIG焊接技術應用中焊縫形貌把控依據(jù)。實驗期間使用到的設備包括焊接子系統(tǒng)、中心控制計算機、送絲子系統(tǒng)、固高端子板、圖像采集子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)。其中，焊接子系統(tǒng)配備的主要設備有3個，分別是起弧設備、水冷設備、弧焊電源；運動控制子系統(tǒng)配備的主要設備有2個，分別是固高運動控制卡、三維運動平臺；送絲系統(tǒng)配備的主要設備有2個，分別是送絲控制設備、送絲機；圖像采集子系統(tǒng)配備的主要設備有3個，分別是補光燈、圖像采集卡、攝像機。
2、實驗材料
本次實驗選擇2022鋁合金作為實驗材料，該材料具有較好的焊接性能，并且抗腐蝕性能也很強，成本較低，是當前車輛生產(chǎn)加工中車身加工的主要材料。本次實驗在焊接期間，向鋁合金所處環(huán)境內(nèi)增加氬氣，作為焊接保護氣體。其中，氬氣的濃度為99.99%。
二、實驗方法
利用TIG焊接工藝，對鋁合金車身的基板進行空焊，在此過程中，以運動平臺的上方作為焊槍固定位置。通過控制三維平臺，實現(xiàn)對車身基板的運動控制。本次實驗以焊接速度、焊接峰值電流作為變量，對這兩個變量對焊縫形貌的影響展開探究�？紤]到焊接操作過程中受到的影響因素較多，為了避免這些因素對實驗造成干擾，在焊接過程中需要實時監(jiān)測焊接參數(shù)變化情況，只有保證非自變量保持穩(wěn)定，才能夠保證實驗結果可靠性[5]。
大量研究結果表明，鋁合金焊接影響因素包括保護氣體流量、散熱、鎢針頂端與基板之間的距離等，將與這些因素相關的焊接作業(yè)參數(shù)作為監(jiān)測對象[6]。在保證焊接期間其他參數(shù)不變的情況下，開展實驗測試。本次實驗主要分為兩部分，分別是焊接速度實驗、焊接峰值電流實驗。
（1）焊接速度實驗：本次實驗以焊接速度作為變量，其他參數(shù)保持不變，測量不同焊接速度條件下的焊縫形貌，包括焊縫寬度和熔深。焊接過程中，焊接峰值電流固定200A不變，每一組的焊接速度實驗中，該參數(shù)數(shù)值保持不變，從而保證變量的唯一特性。實驗組數(shù)為5組，每組焊接速度設置情況為：1）6mm/s；2）8mm/s；3）10mm/s；4）12mm/s；5）14mm/s。
（2）焊接峰值電流實驗：本次實驗以焊接峰值電流作為變量，其他參數(shù)保持不變，測量不同焊接峰值電流條件下的焊縫形貌，包括焊縫寬度和熔深。焊接過程中，焊接速度固定10mm/s不變，每一組的焊接速度實驗中，該參數(shù)數(shù)值保持不變，從而保證變量的唯一特性。實驗組數(shù)為5組，每組焊接速度設置情況為：1）60A；2）180A；3）200A；4）220A；5）240A。
除了上述參數(shù)以外，其余參數(shù)在實驗中保持不變，設置情況如表1所示。
表1 焊接參數(shù)設置
序號 參數(shù)名稱 變量 序號 參數(shù)名稱 變量
1 DCEP 峰值電流時間 3ms 6 提前送氣時間 0.6s
2 占空比 50% 7 氬氣流量 10L/min
3 脈沖頻率 50Hz 8 延時關氣 1.9s
4 DCEN 峰值電流時間 7ms 9 基值電流 40%
5 電流衰減時間 1.7s 10 弧長 3.5～5mm
如果焊接參數(shù)中長度超過了70mm，則以中間位置作為最佳焊接位置，測量清理寬度數(shù)值，而后截取橫截面，對此處采取打磨處理，而后經(jīng)過剖光和腐蝕后，測量當前焊縫的熔寬數(shù)據(jù)、熔深數(shù)據(jù)、清理寬度，記錄測量結果。
三、實驗結果分析
1、TIG焊接速度對鋁合金車身（未完，下一頁）
|
|
|