TIG焊在鋁合金車身維修中的應用

李霞輝，龍浩南

（湖南汽車工程職業學院，湖南株洲 412001）

TIG焊被稱為鎢極氬弧焊，此種焊接技術具有優點較多，如電弧較為集中，焊接后出現變形的情況較小，起到的保護效果也較為明顯，在汽車車身維修中采用鎢極氬弧焊可保障車身外形的美觀，焊接質量較好等。正是由于鎢極氬弧焊多方面的優點，才能在汽車維修中被廣泛使用。以下是本文對鋁合金車身維修中TIG焊的應用分析。

1 鎢極氬弧焊的原理及特點

鎢極氬弧焊中使用到的鎢極和焊件在高頻高壓的情況下會產生電弧，產生的電弧可以將被焊的金屬和被填充的焊絲融化，期間能將保護氣體（Ar）從噴嘴中可以被連續性噴出，該氣體可以在電極和熔池周圍形成氣體保護層，起到隔絕空氣的作用，該保護層可以避免影響到鎢極和熔池，由此可以提高焊縫的質量。鎢極氬弧焊焊接質量非常高，且焊接金屬的高密較好，焊后物體不容易出現變形，能有較好的保護效果。此種焊接技術適用于合金材料、薄板、管道打底層的焊接[1]。

2 鎢極氬弧焊焊接工藝

2.1 焊前清理

焊接前需要將金屬表面的鐵銹、氧化膜以及油污等雜質去除，雜質清除范圍為被焊材料坡口、正反兩面坡口附近20mm以內，清除雜質可提高焊接的質量。其中所采用的清理法有機械清理法、化學清理法以及化學機械聯合清理法等。機械清理法主要借助鋼絲、砂紙、角磨機擦拭、打磨焊件表面，達到去除鐵銹的目的。針對焊件表面的氧化膜也可以采用刮刀鏟去。機械清除法適用于周期長的焊件或者是尺寸較大的焊件。化學清理法主要是借助化學反應將焊件表面的氧化膜除去，此種清除方法更為高效，可以長時間保持且質量較為穩定的優點。小尺寸焊件適合采用化學清除法。而針對質量要求比較高的焊件可采用化學機械聯合清理法[2]。

2.2 選擇焊接工藝參數

（1）焊接電流選擇：焊件厚度、鎢極直徑、焊絲直徑和焊縫位置是焊接電流選擇的依據，焊接電流過大或者過小的情況下，都會發生焊接缺陷。為了保護焊機需要焊接時焊機在空載下調節焊接電流。（2）電弧電壓選擇：電弧電壓增加的情況是在焊縫厚度減小，熔寬增加時，電弧電壓在增加的情況下，氣體保護效果會降低。一旦電弧電壓過高容易出現各種焊接缺陷。電弧長度與電壓成正比，因此實際中常使用短弧焊接。（3）氬氣流量、噴嘴直徑選擇：板的厚度是該部分選擇的主要依據，若流量和直徑較大，則容易出現浪費，紊流問題容易發生。若流量和直徑較小，氣流挺度不高，容易被外界氣流干擾，將氣體保護效果降低。因此氬氣流量一般設置在3-20L/min，并伴隨噴嘴直徑的增大而增大，噴嘴直徑一般設置在5-15mm。鎢極伸出噴嘴的距離和噴嘴至焊件的距離分別為3-6mm、5-15mm。（4）鎢極直徑、端部形狀選擇：電源極性和焊接電流是該部分選擇的依據，圓柱形為鎢極端部常見形狀，其中鎢極磨成鈍角適合大直徑焊接時，鎢極磨成尖錐角適合小直徑焊接時。此外，鈍鎢、釷鎢、鈰鎢分別為綠色、紅色、灰色。

2.3 電源種類和極性分析

（1）直流反接：焊件和電極分別接單元的負極和正極。去除氧化膜是直流反接最大的特點，鋁、鎂及其合金的焊接上適合采用直接反接模式。分析直流反接可以起到去除氧化膜的作用是因為鎢極陽極區的電弧空間正離子會飛向焊件的陰極區，對金屬熔池表面進行撞擊，擊碎致密難溶的氧化膜。但是直流反接中鎢極許用電流不大，容易被燒損，電弧燃燒穩定性較差，因此鋁、鎂及其合金不常采用直接反流，而采用交流電源[3]。（2）交流鎢極氬弧焊：交流電極性一直是變化的，鎢極在交流正極性的半周波中可以得到冷卻，以此來減少燒損。在交流負極性的半周波中，熔池表面的氧化膜可以在陰極破碎作用下被擊碎。直流鎢極氬弧焊正、反接的特點在交流鎢極氬弧焊上可以體現出來，因此鋁鎂及其合金焊接中常使用此種方法。

3 針對轎車車身基本結構和損傷情況選擇焊接技術

承載式車身強度好，高強度薄鋼板是其主要材料，可在沖壓焊接下完成。汽車中使用的輕質材料對電弧熱量較敏感，因此不能大量加熱，否則會促使組織發生改變，影響材料本來的強度。采用TIG焊對在鋁合金、鎂合金等合金材料進行焊接，可有效解決氣焊、焊條電弧焊、CO2焊造成的焊接缺陷，由此保障焊接質量，減少焊接后變形問題[4]。

4 結語

綜上所述，輕量化是未來汽車行業發展的主要趨勢，各種輕型材料的出現對焊接技術帶來了新的挑戰，TIG焊可避免輕型材料焊接中出現的焊接缺陷，能有效減少焊接后變形問題，保障焊接質量，可在汽車維修中推廣應用。