MIG電弧釬焊在汽車車身門蓋上的應用

黃丹

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

MIG電弧釬焊在汽車車身門蓋上的應用

黃丹

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

針對M I G電弧釬焊的原理及特點進行分析，并將該焊接方式運用到汽車車身的門蓋上。介紹了焊接所采用的焊接方法、焊接電源、焊接工藝參數。

M I G電弧釬焊；焊接性；焊接工藝

隨著汽車市場的日益飽和，客戶對汽車的要求不僅表現在性能上，也表現在對汽車的外觀方面。汽車車身的門蓋件大多數都采用一體成型的結構，為了滿足客戶快速的更新換代產品的需求，同時要做到“低成本、高價值”，因此對于能夠提高材料利用率、便于產品改型的分體式車身門蓋逐步得到推廣應用。分體式的門蓋件都是采用搭接的焊接結構方式，不管是采用何種焊接方式，都會有一道焊縫會影響到外觀質量，因此對于焊接的工藝提出了很高的要求。

門蓋件的料厚比較薄，一般為0.7～0.9 mm，料厚比較薄，剛性差，容易變形，但是以此同時這些焊點又是外觀可視焊點，因此對焊接工藝方法提出更高的要求。除了電阻點焊，汽車制造中最常用的便是以成本低、效率高著稱的CO2氣體保護焊。但是CO2氣體保護焊為了達到高效率，一般都是采用大電流快速焊，導致因焊接熱輸入大而使焊接變形大。采用的是富氧的保護氣體，焊接飛濺嚴重，需要進行焊渣清除，增加勞動工作量。同時焊接時母材和焊絲同時熔化，焊縫余高比較高，需要對焊縫進行二次打磨，因此CO2氣體保護焊難以滿足客戶的靜態感知質量的要求。為了達到靜態感知質量的要求，同時又能滿足產品的強度要求，需要采用的是一種不熔化母材，但又能熔化填充材料來填充母材的對接間隙，因此選用的是MIG電弧釬焊的焊接工藝。

1 MIG電弧釬焊的原理和特點

MIG電弧釬焊是利用氬氣作為保護氣體，通過熔化特制的釬焊焊絲作為電極，在焊絲與工件間形成電弧，焊絲的連續送進并熔化，同時浸濕母材并形成釬焊的焊接接頭，從而實現將母材連接起來一種新型的焊接工藝。

與普通脈沖MIG焊方法相比，MIG電弧釬焊有以下特點：（1）填充的焊絲為釬焊焊絲，使用了焊絲的低熔點及焊接時的低熱量輸入的焊接特性，小電流下母材基本不熔化，同時熔化的焊絲流動性好，可以自動的填充母材的焊接接頭；（2）由于焊接熱輸入量低，工件的熱影響區得到降低，同時背面母材的也不易受到影響，也不易產生燒穿等焊接缺陷，從而比較容易的實現單面焊雙面成形；（3）對于鍍層鋼板而言，MIG電弧釬焊特有的去除氧化膜作用，帶電粒子的沖擊活化作用，克服釬劑對母材的腐蝕副作用，無須進行焊后處理；（4）可以使用不同的釬焊焊絲來實現異種金屬之間的連接，如銅與鋼、銅與不銹鋼、普通鋼與特種鋼等等[1]。

2 MIG電弧釬焊在汽車車身門蓋上的應用

2.1 車門的結構形式

為了提高材料的利用率，同時降低投資成本，門內板和窗框采用的是分開進行沖壓成型的結構形式。玻璃卡槽、膠條卡槽可一體輥壓成型，然后通過焊接的形式將兩者進行拼接成一個整體，產品結構如圖1所示。采用該種車身門蓋件的結構形式，在后續產品的更新換代時，只需要單獨對內板或者是上部的輥壓窗口進行局部改造，就可以實現產品的快速迭代。

圖1 分體式車身門蓋的結構圖

對于門內板與窗框的搭接處采用MIG電弧釬焊的焊接工藝進行連接，以達到產品的要求。

2.2 焊接材料的選擇

適用于MIG電弧釬焊焊接車身薄板結構的銅基焊絲有很多種，包括CuSi3、CuAl8、CuSiMn、CuAl8Ni、CuSn、CuSn6等。但在實際工作中，比較常用的是硅青銅焊絲CuSi3（焊絲牌號：S211）。該焊絲的熔點為1 027℃，焊絲直徑有φ0.8 mm和φ1.0 mm兩種規格，該焊絲熔敷金屬的表面張力小，硅含量高，熔池的流動性好，濕潤性強，便于焊縫的填充，不易形成氣孔、未溶合、裂縫、咬邊等焊接缺陷。同時焊縫的硬度低，外觀呈現凹型，熔合區過渡平滑，焊縫平整美觀，易于打磨拋光[2]。

根據工件的母材成分主要是碳鋼，工件比較薄，同時接頭的間隙小，而且焊縫是外觀可視件，需要較高的外觀質量要求，因此選用的是硅含量高的CuSi3焊絲，焊絲直徑φ1.0 mm.

2.3 焊接設備的選擇

焊接電源采用的是奧地利Fronius公司研制具有冷金屬過渡技術CMT（ColdMetalTransfer）的MIG焊機，焊機型號為TPS2700CMT，由于其熱輸入量比普通的MIG/MAG焊要低，因而命名為Cold.

CMT冷金屬過渡技術是改變現有的短路過渡形式，焊絲在往前輸送的過程中，焊絲熔化形成熔滴短路過渡的瞬間，送絲速度倒轉過來，焊絲往回抽形成開路。當下一個開路形成后，焊絲又住前送，熔滴過渡重新開始。整個過程，焊絲的送絲速度、前進/回抽運動完全取決于熔滴過渡過程，而不需要事先進行時間上的設定。由于焊絲的回抽動作根據熔滴的過渡相輔相成，因而確保得了焊絲的運動的平均頻率為70 Hz（見圖2）。

圖2 CM T技術的原理，焊接過程送絲前進和回抽

該焊接設備是通過電源加熱送進的焊絲熔化，接觸到母材的瞬間將焊絲往回抽取來促進熔滴的過渡，因此短路過渡的電流低，熱輸入量也隨之降低，避免了普通短路過渡時數字化協調來實現送絲與熔滴過渡，這種過渡形式可以避免普通短路過渡時熔滴爆斷產生大量的飛濺，真正做到無飛濺起弧和焊接。

該機同樣具有微電腦波形控制功能，可實現10種焊接參數的存儲和調用功能，一旦焊接參數已經優化設置好，則焊接過程就可很好地重復實現，降低了對操作人員的熟練度要求[3]。

2.4 M I G電弧釬焊的焊接工藝

車身門蓋件的內板（δ=0.7 mm）和窗框（δ=0.8 mm）的車身薄板搭接接頭的點焊焊縫，采用的是硅青銅MIG電弧釬焊，焊絲牌號為S211，焊絲直徑為φ1.0 mm，焊絲干伸長12 mm，I=125~135 A，U=11 ~13 V，V=40~50 cm/min，采用的是99.99%的純氬氣保護，氣體流量15 L/min.焊縫成形美觀，焊后車身門蓋無變形；焊縫熔敷金屬硬度很低，便于打磨拋光，滿足車身外觀的質量技術要求。

MIG電弧釬焊是采用低熔點的銅基焊絲，在惰性氣體—氬氣的保護下，焊接電弧穩定，同時母材不熔化，焊接熱輸入量大約每單位長度減少約20%，焊接變形小，同時MIG電弧釬焊具有良好的間隙容忍性和搭接能力，焊接時幾乎無飛濺，焊接接頭強度高。由于門蓋內板和輥壓窗框這兩個搭接零件在前期已經進行過電阻點焊，零件強度基本上可以保證，因此可以選擇MIG電弧釬焊的方法。MIG電弧釬焊的低電流焊接既能保證零件變形相對較小，又能保證焊縫質量及工作效率。同時該種焊接方式對于焊縫表面的清潔度要求不高，焊接效率通過調整焊接參數可以實現超過普通CO2氣體保護焊，達到100 cm/min，但是焊接質量仍然滿足要求。

采用MIG電弧釬焊工藝焊接后的焊縫成形美觀，焊點圓潤，同時在焊接過程中無飛濺，焊后不需要進行清渣和打磨。同時由于熱量低，熱影響區小，焊縫背面不受到影響。經過MIG電弧釬焊工藝進行焊接的產品，靜態感知質量高，得到客戶的滿意。

3 結束語

通過對車身門蓋結構形式及MIG電弧釬焊的原理和特點進行分析，將其應用到汽車車身門蓋件上，本文從焊絲牌號和焊絲直徑的選取，以及焊接電源的型號的選取，焊接工藝參數的規范（主要是焊接電流、焊接電壓、氣體流量、焊接速度）的制定進行闡述，將MIG電弧釬焊廣泛應用到汽車的車身門蓋件上，對于實現產品的快速迭代具有重要的意義。

[1]林三寶，宋建嶺.電弧釬焊技術的應用與發展[J].焊接，2007，（4）：19-21，36.

[2]黃順義，王玉松，張衛東.MIG電弧釬焊工藝在鍍層板材焊接中的應用[J].焊接俞切割，2003，（12）：3.

[3]楊修榮.超薄板的CMT冷金屬過渡技術[J].焊接，2005，（12）：52.

Application of MIG Arc Brazing in Automobile Body Door Cover

HUANG Dan
（SAIC GM Wuling Automobile Limited by Share Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007）

In this paper，the principle and characteristics of MIG arc brazing were analyzed，and the welding method was applied to the door cover of the automobile body. The welding method，welding power source，welding process parameters are introduced in detail.

MIG arc brazing；welding；welding process

T G454

B

1672-545X（2016）09-0147-02

2016-06-22

黃丹（1984-），女，廣西柳州人，本科，工程師，研究方向：車身焊接工藝規劃。