项目四 车身的焊接与切割

在母材上很小的范围内加热，直到该处达到赤热状态。在该处熔 化以前，打开高压氧气阀并倾斜割炬来切割薄板。当切割较薄的材 料时，应倾斜割炬，以使切割变得整齐、快速（这样做可防止母材 弯曲） 切割过程结束以后，应迅速关闭用于切割的高压氧气，并将 割炬从母材上拉开。这样做可以防止火花进入喷嘴，点燃割 炬手柄内的氧乙炔混合气（在极端情况下，这种火焰会熔化 割炬手柄）。
任务一 车身焊节工艺概述
【任务分析】 焊接是对焊件进行局部或整体加热，使焊件产生塑性变形熔 化，形成焊件间的原子结合，从而实现永久连接的工艺方法。车身 组件多由钢板或型钢构成，常用的焊接方法有气体保护焊、电阻点 焊、气焊、手工电弧焊等。但是随着刚强度钢板和铝合金等金属在 车身板件上的普遍使用，气焊和手工电弧焊要求要避免使用，但是 在我国的汽车维修市场中这两种焊接工艺还在大量的使用。与其他 连接方法相似，焊接具有节省钢材、操作简单、密封性能好等优点。 【基础知识】
以氩气或氦气为保护气体时称为熔化极惰性气体保护电弧焊， 在国际上简称为MIG-Metal Inert Gas arc welding焊)；以惰性气体 与氧化性气体(O2，CO2)混合气为保护气体，或以CO2或CO2+O2 混合气为保护气体时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊，在国际 上简称为MAG—Metal Active—Gas aye welding焊)。 5．等离子弧焊。也是一种不熔化极电弧焊，是利用电极和 工件之间的等离子弧实现焊接的。所用的电极通常是钨极。产生等 离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中二者之混合气。同 时还通过喷嘴用惰性气体保护。焊接时可以外加填充金属，也可以 不加填充金属。 6．点焊。使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过 工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的 焊接方法。通常使用较大的电流。
一、焊接工艺的分类 从大的方面焊接工艺可分为压焊、熔焊和钎焊，如图4-l所示。 1．压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)， 以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊(凸焊、点焊、 缝焊)、摩擦焊、超声波焊等。电阻点焊是车身上应用较多的焊接焊 接方法。 2．熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压 力完成焊接的方法称为熔焊。 (1)气焊：利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热 熔化焊件和焊丝而进行金属连接的一种焊接方法。 (2)电弧焊：利用电弧放电时产生的热量
任务二 氧乙炔焊工艺
【任务分析】 氧乙炔焊属于熔焊的一种，是利用可燃气体（乙炔气）和助 燃气体（氧气），在焊炬的混合室内混合、喷出并点燃后，通过发 生剧烈的氧化燃烧（可达3000℃左右）来熔化焊件金属和焊丝并使 之熔合的一种焊接方法，因此也有气焊之称。 由于气焊的氧乙炔火焰的热量不易集中，并且焊接过程加热 面积较大以及金属热传导的作用，不仅会使构件发生较大的变形， 而且还会改变原有金属材料的性质，影响焊接件的寿命。因此汽车 制造厂都不提倡使用氧乙炔焊来修理损坏的汽车。尽管大多数汽车 制造厂都有充足的理由不赞成使用氧乙炔焊接，可它在车身修理厂 还是得到了某些应用。氧乙炔焰还可用于修理其他损坏的汽车车身、 进行热收缩、硬钎焊和软钎焊、表面清洁和切割非结构性的零部件。 除非特别小心，氧乙炔焰不能用来切割任何类型汽车上的结构性零 部件。 【基础知识】
图4-4 焊丝与焊嘴的相对角度
图4-5 焊嘴倾角与焊件厚度的关系
三、氧乙炔焊的操作要领 气焊的操作方法有左焊法和右焊法两种。焊炬从右往左移动 的焊接方法称为左焊法；焊炬从左往右移动到焊接方法称为右焊法 （如图4-6所示）。
图4-6 左焊法与右焊法
左焊法操作简单，适于薄板及低熔点材料的焊接。右焊法火 焰指向焊缝，熔池保护效果好，不易生产气孔。夹渣，热量利用效 率高，焊缝冷却较慢，适用于焊接较厚的或高熔点材料。 对于较长的焊缝，应事先间隔焊上若干点，以保证整个焊接 位置相对固定，然后采取分段或逆向焊接完成整个焊缝的焊接，图 4-7所示为分段焊和逆向焊示意图。
碳化焰又可称作剩余焰或收缩焰。混合气体中乙炔量略多于 氧气量时，燃烧生成的火焰就是碳化焰。从图4-3可以看出，碳化 焰和中性焰的不同之处在于它由三部分组成。它的焰心和外层火焰 都和中性焰相同，但在这两层火焰之间，有一层淡色的乙炔焰心包 围在透明焰心的外面。乙炔焰心的长度随着气体混合物中剩余乙炔 量的多少而变化。双倍剩余焰的氧、乙炔混合比约为1～1.4（体积 比）。碳化焰用于焊接铝、镍和其他合金。 （3）氧化焰 混合气体中氧气略多于乙炔时，燃烧生成的火焰就是氧化焰。 从外观上看，氧化焰（如图4-2）与中性焰相似，但它的乙炔焰心 较短，而且其颜色比中性焰稍紫一点。氧化焰的外层火焰较短，而 且边缘模糊。氧化焰通常会使熔化的金属氧化，所以不能用它来焊 接低碳钢，但可以用它焊接黄铜和青铜。
5．焊丝的选择 (1)焊丝材料应选用与焊件相同的材料，汽车钣金件多为低碳 钢板，选用一般铁丝即可。 (2)焊丝直径与焊件厚度，坡口形式和操作方式有关。焊丝过 细，焊接时焊件尚未熔化而焊丝已熔化下滴，焊接不良；焊丝过粗， 则焊件熔化而焊丝尚未熔化，势必增加焊件接头区加热时间，使金 属组织改变，降低了焊接质量。同样条件下，采用左焊法和右焊法， 焊丝直径也不相同。焊件厚度小于15mm时，不同的焊接方法可按 以下经验公式估算焊丝直径。 左焊法 焊丝直径=（板厚/2+1） 右焊法 焊丝直径=（板厚/2） 对于薄板的焊接，焊丝直径与厚度相同即可。
3．割炬火焰的调整 车身修理厂有时用割炬来粗割损坏的金属板。割炬火焰的调 整和切割过程如下： （1）将氧气和乙炔的数值调整为预热中性焰。 （2）缓慢地打开预热氧气阀，直到出现氧化焰。这就使熔化 的金属难以留在被切割金属板的表面，以便得到整齐的边缘。 （3）切割厚金属板的方法 对母材的某一部分加热，直至达到赤热状态。在金属开始熔化前， 打开高压氧气阀并切割金属板。在确信金属板已熔化并已被割开后， 向前移动割炬。这种方法被广泛运用在几层金属板重叠在一起时， 或纵梁上（甚至当它带有内部加强板时）。 （4）切割薄金属板的方法
项目四 车身的焊接与切割
汽车上零部件连接的方法有种，即机械连接、焊 接和粘接。在汽车车身修理作业中，焊接占的比重 最大，这是因为，焊接可以获得与母材相近的强度， 而且连续焊接不仅具有良好的水密性、气密性，而 且有比其他任何连接方式都可靠的结合强度。焊接 与铆接相比，可以减轻车身的质量且工艺简单，成 本低。同样，车身维修作业也离不开焊接技能的应 用。尤其是修复那些因行车事故而损伤的车辆，离 开焊接是不可能达到修复目的。
图4-2 氧乙炔焊接和切割设备
二、氧乙炔焊工艺参数的选择、调整 1．火焰的类型与调整 乙炔和氧气混合后在空气中燃烧，其火焰的状态由氧气和乙 炔的体积来决定，有三种形式的火焰。 （1）中性焰 标准的火焰称为中性焰。当乙炔和氧气的体积混合比为1﹕1 时，就产生中性焰。如图5-2A所示，这种火焰有非常明亮的白色焰 心，焰心被明亮的外层蓝色火焰包围。 （2）碳化焰

6．焊嘴与焊丝的倾角选择 (1)焊嘴的倾角一般应考虑焊件的厚度、施焊位置和焊件材料 的热物理性诸因素来确定。厚度大、材料熔点高和导热性良好时， 焊嘴倾角可取大一些，反之，倾角应减小。低碳钢水平位置焊接时， 焊嘴倾角与焊件厚度关系如图4-4所示。 (2)气焊时焊丝相对于焊嘴的角度一般在90～100°之间(如图 4-5所示)。
图4-1 焊接方法分类
(5000％)熔化焊条和焊件，从而获得牢固接头的焊接过程。按照电 极是否熔化分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊。 3．钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料， 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液 态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的 方法称为钎焊。
图4-3 切割的火焰类型 乙炔的管道压力绝不能超过103kPa。当乙炔处于103kPa以上 的压力时会发生离解，造成爆炸。
2．焊枪火焰的调整 氧乙炔焊不能用来焊接现代汽车的车身，但可用来对非结构 性板件上在原厂钎焊过的焊缝进行钎焊。可按下列步骤使用焊炬。 （1）将合适的喷嘴安装到焊炬的端部。应使用钣金件适用的 标准喷嘴。 （2）分别将氧气和乙炔调节器调节到适当的压力值。 （3）将乙炔阀旋开约半圈并点燃气体。然后继续旋开压力阀， 直到黑烟消失并出现红黄色火焰。慢慢地旋开氧气阀，直到出现带 有淡黄色透明焰心的蓝色火焰。进一步旋开氧气阀，直到中间的焰 心变尖并轮廓分明。这类火焰称为中性焰，可用它焊接低碳钢（汽 车车身除外）。如果向火焰中增加乙炔或从火焰中减少氧气，便形 成碳化焰。如果向火焰中增加氧气或从火焰中减少乙炔，便形成氧 化焰。
一、氧乙炔焊构造及原理 氧乙炔焊接和切割设备（如图4-2）通常由下列几部分组成： 1．钢制气瓶，内部分别装有氧气、乙炔。 2．各种调压器将来自气瓶的压力降低到一定的值，并保持稳 定的流速。 3．从各调节器、气瓶处将氧气和乙炔输送到焊枪处的软管。 4．焊枪。从气瓶内流出的氧气和乙炔在焊枪体内以适当的比 例混合并产生加热火焰，这种火焰能够使钢熔化。焊炬的类型主要 有两种：焊炬、割炬。 通常把低压焊炬用做乙炔焊。这种焊炬可在极低的乙炔压力 下使用。它有一个喷嘴，从位于中心的喷嘴中释放出的氧气使两种 气体混合在一起。 割炬上带有一个氧气管和阀，用它们将高压氧气输送到焊炬。 火焰的出口处有一个小的氧气孔，该孔位于喷嘴的中心处，其周围 是围成球形的一圈小孔。外层的小孔用来预热。
知识目标：
1．了解焊接工艺的种类； 2．了解车身修复中常用的焊接方法； 3．掌握氧乙炔焊、气体保护焊、电阻点焊、钎焊等 焊接工艺的特点； 4．掌握等离子弧切割的基本原理。
技能目标：
1．掌握氧乙炔焊焊接； 2．熟练掌握CO2气体保护焊焊接； 3．掌握电阻点焊的质量检查方法； 4．了解钎焊焊接和等离子弧切割手法。
二、常用焊接方法 1．手弧焊。是以外部涂有涂料的焊条作电极和填充金属，电 弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下 一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔 池表面，防止熔化金属与周围气体的相互作用。熔渣更重要的作用 是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性 能。 2．埋弧焊。是以连续送丝的焊丝作为电极和填充金属。焊接 时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧， 将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。埋弧焊可以采用较大的焊 接电流。与手弧焊相比，其焊缝质量好，焊接速度高。因此，多用 于机械化焊接。