二氧化碳气体保护焊(以下简称二保焊)主要用于焊接高强度、低合金钢车身,薄板件及中厚板件焊接,如散热器框架、门槛板和车门等。二保焊的使用方法很容易掌握,一般经过专业指导,通过几个小时的练习,即可学会并熟练掌握相关设备的使用方法。虽然能够熟练掌握设备的使用方法,但是如何才能焊接出符合技能大赛要求的焊缝(疤)呢?以下就以近几年全国中职学校汽车运用与维修技能大赛所使用的VarioStar 1500二保焊机,结合二保焊焊接工艺进行简单的分析。
1 焊接参数的调整
焊接参数对焊接质量的影响很大。焊接电流、送丝速度、保护气流量这些参数是通过调节焊机控制面板的旋钮或气体流量计来控制的。
(1)焊接电流的调节。通常情况下,应根据板件的厚度来选择电流的大小,就技能大赛所提供的板件厚度(1.0 mm),对接焊和塞焊时,焊接电流为40 A~50 A,因此可将电流旋钮调至4挡,电流过大,会导致板件熔穿,电流过小,则板件焊接强度不够。
(2)送丝速度的调节。送丝速度的选择与电流成正比,电流调大时,送丝速度也需要增大,电流调小时,送丝速度也需要减小,当送丝速度过大时会造成焊丝不能充分熔化,飞溅增多,当送丝速度过小时会造成焊丝回烧。一般情况下,技能大赛所使用的VarioStar 1500二保焊机送丝速度为6 m/min~9 m/min。
(3)保护气流量的调节。保护气流量过大过小都不能很好地保护焊接熔池,气体流量过小没有足够的气体覆盖住熔池;而气体流量过大时,保护气流速过快,在板件上会形成涡流,把周围的空气又卷入熔池里,反而起不到好的保护作用。技能大赛所使用的VarioStar 1500二保焊机采用C25保护气,气体流量一般控制在10 L/min~15 L/min。
以上这几个参数很好调整,而且在焊接过程中这几个参数一旦调整好,一般也不用再做其他调整。
2 保持正确豹焊接姿势
焊接质量的好坏,和焊接姿势有着极其重要的关系。在焊接站立时,两脚自然分开,两脚的距离为50 cm~60 cm,基本与双肩平齐,焊接横梁要和鼻子平行,否则应调整焊接横梁高度;在焊接操作时,左右两腿要错位分开,左腿向前半弯,右腿向后绷直蹬紧,腰要挺直、左手支撑,右手握紧焊枪,手腕能灵活带动焊枪平移或转动,同时在焊接过程中使电缆软管有足够的空间,确保焊接时可任意拖动焊枪。面部尽量不要垂直于焊缝,应略有倾斜,保证眼睛与焊疤有5°~15°的角度。焊接姿势在焊接起弧前就要做好准备,否则在焊接前段焊缝时能看见,到中间和尾部收弧时,几乎都是凭自己的感觉在操作。
3 焊接择作实施
在确认焊机连接正确,各焊接参数调整到位的情况下,便可对板件进行施焊。
(1)引弧。二保焊采用碰撞引弧,引弧前先按焊枪上的按钮,将焊丝送出枪嘴,保持伸出长度5 mm左右。将焊枪按要求对准引弧处,按下焊枪上按钮,当焊丝碰撞板件短路后引燃电弧。短路时,焊枪有自动顶起的倾向,故引弧时要稍用力下压焊枪,防止因焊枪抬起太高,电弧太长而熄灭。
(2)焊接。全国中职学校汽车运用与维护技能大赛二保焊焊接主要分为立焊塞焊和对接焊。
1)塞焊。2013年之前,技能大赛板件塞焊孔的直径是8 mm,近2年塞焊孔改成了6 mm。进行立焊单孔塞焊时,把塞焊孔看成一只手表,首先找到3点钟的位置,从3点钟位置开始引弧,引弧后焊枪略作停留,便于焊透底板,然后顺时针移动焊枪走一圈,随即慢慢向内圈收缩,共绕一圈半,此时一定要将焊枪握稳,焊枪尽可能地匀速移动,将焊丝与焊枪的伸出长度匹配成5 mm~7 mm,最后将焊枪停在塞焊孔中间位置收弧,并让焊枪保持一会儿再移走焊枪。
2)对接焊。焊接时采用G形起弧,从板件的焊缝中间处或中心处偏2 mm开始起弧。最先焊接的3 mm-5 mm极易产生虚焊,所以在引弧点引弧以后,不要着急向下移动焊枪,而是在起点位置划一个圈把引弧点位置充分熔化、焊透,然后再向下以Z字形或螺旋行移动焊枪,左右手配合,掌握焊枪姿势要稳,可根据电流大小、熔池的形状、板件熔化情况调整焊枪移动速度,保持焊枪匀速向下移动,最后绕着走G形收弧,这样可以使焊缝的外观呈饱满均匀的半圆状。
(3)收弧。焊接结束前必须收弧。若收弧不当容易产生弧坑并出现裂纹、气孔等缺陷。收弧时,焊枪在收弧处停止移动,迅速松开焊枪按钮,同时焊枪在焊缝(疤)处停留3s~5s。若收弧太快,迅速将焊枪离开焊缝(疤),焊缝(疤)得不到气体的最佳保护效果,极易造成金属收缩。金属收缩通常是在金属受热过程中又迅速冷却造成的,所以在焊接结束收弧时,将焊枪稍作停留,以便达到良好的焊接效果。
当然,在焊接操作过程中,还有一些技术要领需要操作者加以控制,如导电嘴到工件距离、焊接角度、移动速度和移动轨迹等。导电嘴到工件的距离一般为7 mm~15 mm,距离过小容易导致导电嘴烧毁,距离过大会导致焊丝提前预热,融化过快,还会使保护气的保护不够,造成缝(疤)气孔过多。焊接角度有两个,一个是焊枪沿着焊接方向运行时焊枪与板件不是垂直的,而是呈10°~30°的角度;二是焊枪沿着焊接方向运行时焊枪不偏向任何一边,与两边都是90°。焊枪移动速度与板件厚度也有关系,板件越厚移动速度越慢,板件越薄移动速度越快。一般焊接厚度为1 mm的板件,移动速度为8 mm/s~10 mm/s。
焊枪移动速度过快时容易造成熔深过浅和焊缝宽度过窄,速度过慢时容易造成熔穿孔。移动轨迹的正确与否会影响熔深的大小,特别是在1.0 mm的板件上进行焊接时,焊枪一般采用Z字形左右摆动方式或者采用螺旋前进方式。
以上这些技术要领在整个焊接过程中要贯穿始终,当在焊接过程中出现某一微小的失误时,缝(疤)的宽窄、高低、熔深等都会受到影响,不仅外观受到影响,强度也会受影响,严重时会造成板件严重变形或者产生熔穿孔。所以要在每一次焊接中控制好这些技术要领,是需要大量的练习的,练习的目的就是使手臂保持稳定,能够使焊枪的距离、角度、速度和轨迹始终保持在一个合理的范围内,而且变化不大,这样才能得到一致的焊接质量。