【文章內(nèi)容簡介】 成形美觀。此外，采用混合氣體保護還可以改善熔深形狀，未焊透和裂紋等缺陷大大減少，并能提高焊縫金屬的性，減少焊后清理工作量，節(jié)能降耗，改善操作環(huán)境。④ CO2氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊是以二氧化碳氣為保護氣體，進行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡單，適合自動焊和全方位焊接。CO2焊接的特點：1）在焊接電弧高溫作用下CO2會分解成CO、O2和O，對電弧具有叫強烈的壓縮作用，從而導(dǎo)致該焊接方法的電弧形態(tài)具有弧柱直徑較小，弧跟面積小且往往難于覆蓋焊絲端部全部熔滴的特點，因此熔滴受到的過渡阻力（斑點力）較大而使熔滴粗化，過渡路徑軸向性變差，飛濺率大；2）對焊接區(qū)保護良好，CO2的密度是常用保護氣體中最大的，加上CO2氣體受熱分解后，體積增大，因此保護較好；3）能量相對集中，焊透能力較大；4）生產(chǎn)成本低，節(jié)約電能；5）工藝和技術(shù)上還具有焊接區(qū)可見度好，便于觀察、操作；焊接熱影響區(qū)和焊接變形較?。蝗鄢伢w積較小結(jié)晶速度較快，全位置焊接性能良好；對銹污敏感度低的優(yōu)點。適用范圍：目前CO2氣體保護焊廣泛應(yīng)用于機車制造、船舶制造、汽車制造、采煤機械制造等領(lǐng)域。適用于焊接低碳鋼、低合金鋼、低合金高強鋼，但是不適合于焊接有色金屬、不銹鋼。在摩托車車架頭部的焊接生產(chǎn)中，對其焊縫外觀及表面質(zhì)量的要求不高，所以在選擇焊接方法時，主要考慮經(jīng)濟高效生產(chǎn)的原則。通過對以上幾種焊接方法的比較，此次焊接生產(chǎn)選擇CO2氣體保護焊。反觀其他幾種焊接方法，由于手工電弧焊的生產(chǎn)效率低，在大批量的焊接生產(chǎn)中，往往不予考慮；而由于TIG焊生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本較高等因素的限制，也不做考慮；熔化極氣體保護電弧焊往往用于產(chǎn)品質(zhì)量較高的焊接生產(chǎn)中，其成本也相對較高，在此次車架焊接生產(chǎn)中不做首選。另外由工藝特點上比較，影響熔池存在時間和熔池幾何形狀的主要因素是被焊金屬的熱物理性能、坡口角度、尺寸、焊接方法以及焊接規(guī)范等。假設(shè)基本金屬的熱物理性能、坡口角度及尺寸為定值時,熔池存在的時間和熔池的幾何形狀可以用下式表示：t=M/v =UIJS/v式中：t—熔池存在的時間, s；S—散熱系數(shù)；v—焊接速度,mm / s；U—電弧電壓,V。I—焊接電流,A；J —熔池幾何形狀系數(shù),mm；M —熔池幾何形狀當量外徑,mm。 由上式可以看出，CO2 氣體保護焊具有單面焊雙面成形的有利條件。 CO2氣體保護焊的電弧熱量集中，加熱面積小,液體熔池小,熔池幾何形狀比手工電弧焊、埋弧焊較小,有利于熔池的控制。 CO2氣體保護焊電流密度較大,可以達到足夠的熔深,由于熔池體積較小,焊接速度快,在CO2氣流的冷卻作用下,熔池停留的時間短,因此既有利于控制熔池不下墜,又可以焊透。CO2 氣體保護焊熔渣較少,熔池的可見度較好,便于直接觀察熔池的形狀,焊工可以依據(jù)熔孔的大小來控制焊接速度和擺動以保證焊縫成形,易操作且效率高。3 168摩托車車架頭部焊接工藝方案的制定圖1 摩托車車架頭部及焊縫位置示意圖如圖1所示，摩托車車架頭部主要由立管、主梁管、加強塊以及吊塊組成， 5分別為連接零件的五處焊縫。立管通過焊縫1與主管連接；加強塊通過焊縫焊縫3分別與立管、主管連接，其主要作用是減少焊縫1處的受力情況，避免車架頭部斷裂；吊塊吊塊2也分別通過焊縫連接在主管尾部，起著懸掛摩托車發(fā)動機的作用。組成車架頭部的五個零件都是經(jīng)濟實惠、綜合機械性能良好、焊接性優(yōu)越的16Mn鋼材料。立管、主管都是壁厚3mm、直徑45mm的16Mn鋼管，其中立管是長170mm的圓柱狀，主管是經(jīng)過彎曲加工的，帶有一定弧度的彎管。加強塊、吊塊1和吊塊2都是由16Mn鋼制成的殼體，吊塊1分為左右兩塊，分別焊接在主管的兩側(cè)。此產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)過程中，主要是針對圓管的焊接，因此選用100%CO2氣體保護焊，熔深好，焊縫成形美觀，便于單面焊雙面成形。如圖1中摩托車車架頭部結(jié)構(gòu)，可知加強塊與吊塊的位置是由立管與主梁管的位置關(guān)系決定，所以在裝配時，首先固定立管，再根據(jù)主管與主梁管的位置關(guān)系確定主梁管的安裝位置，然后再依次裝配加強塊與吊塊。焊接時，先焊1處，固定立管與主梁管的位置，再分別對加強塊與立管和主梁管的接觸位置進行焊接，對此產(chǎn)品可產(chǎn)用的焊接順序為：12345或12354。① 焊接設(shè)備的選擇選用推絲式半自動CO2氣體保護焊機，型號為JC350，可適用于厚度為2～8mm材料的全位置焊接。 mm的H08Mn2Si焊絲，單面焊雙面成形焊縫的熔滴過渡形式為短路過渡。② 坡口形式坡口是根據(jù)設(shè)計或工藝的需要，在焊件的待焊部位加工出的一定幾何形狀的溝槽。CO2 氣體保護焊對坡口形式的要求較為嚴格，坡口角度依據(jù)GB985—88《手弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》的標準要求采用單邊V形坡口，坡口角度在45176。177。5176。，對提高坡口精度以及焊接質(zhì)量，起到了很好的作用。① 焊接電流的選擇焊接電流是確定熔深的主要因素，當焊接電流太大時,則焊縫背面容易燒穿、出現(xiàn)咬邊、焊瘤，甚至產(chǎn)生嚴重的飛濺和氣孔等缺陷；電流過小時，容易出現(xiàn)未熔合、未焊透、夾渣和成形不好等缺陷。試驗表明： mm焊絲時，單面焊雙面成形的封底焊接電流為85～100 A較為合適。② 焊接電壓的選擇 在短路過渡的情況下，焊接電壓增加則弧長增加。焊接電壓過低時，焊絲將插入熔池，電弧變得不穩(wěn)定。所以焊接電壓一定要選擇合適，通常焊接電流小，則焊接電壓低；電流大，則焊接電壓高。焊接電流與電弧電壓如表1所示。查《焊工使用技術(shù)手冊》中表436可知，當焊接電流為85～100 A時，選擇焊接電壓為19V較為合適。③ 焊接速度的選擇 當焊絲直徑、焊接電流和電壓為定值時，熔深、熔寬及余高隨著焊接速度的增大而減小。如果焊接速度過快，容易使氣體的保護作用受到破壞，焊縫冷卻的速度太快，焊縫成形不好；焊接速度太慢，焊縫的寬度顯著增大，熔池的熱量過分集中，容易燒穿或產(chǎn)生焊瘤。半自動焊時，熟練焊工的焊接速度為18m/h～36m/h。④ 焊絲伸出長度一般焊絲的伸出長度約為焊絲直徑的10倍左右，因此此次焊絲伸出長度選擇12 mm較為合理。4 168摩托車車架頭部焊接工裝夾具設(shè)計在機械加工、產(chǎn)品檢驗、裝配和焊接等工藝過程中，使用著大量的工藝裝備，簡稱工裝，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。焊接工藝裝備就是在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的裝配與焊接過程其配合及其輔助作用的夾具、機械裝置或設(shè)備的總稱，簡稱焊接工裝。大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計的，屬于非標準裝置，往往需要各制造廠根據(jù)本廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)條件和實際需要自行設(shè)計制造或者外協(xié)定做。焊接工裝設(shè)計是生產(chǎn)準備工作的重要內(nèi)容之一，也是焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計的主要任務(wù)之一，對于汽車、摩托車和飛機等制造業(yè)，可以毫不夸張地說，沒有焊接工裝就沒有產(chǎn)品。因此，焊接工藝人員應(yīng)掌握有關(guān)工裝設(shè)計的基礎(chǔ)知識。通常在工藝設(shè)計時，提出所需要的工裝類型、結(jié)構(gòu)草圖和簡要說明（例如裝配焊接順序、焊接變形預(yù)防或減小措施、焊接速度和焊接電流回路等）。在此基礎(chǔ)上由工裝設(shè)計人員完成詳細的結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計及全部圖樣。如果設(shè)計者對焊接工藝過程生疏，往往設(shè)計的工裝夾具適用性較差，甚至不能滿足生產(chǎn)要求。 焊接工裝的作用① 提高焊接制品的精度，保證其互換性 在裝配定位焊時，如果不使用工裝夾具，即使組合件是由幾個零件組成的，欲保證各零件精確的相對位置，也是不可能的。此外，在焊接過程中，焊件往往會產(chǎn)生變形，尤其是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其變形有時會達到無法消除的程度，就會影響到后面總裝配工作，甚至造成產(chǎn)品報廢。采用工裝夾具，不僅可以保證裝配定位焊時，各零件正確的相對位置，而且可以防止或減少工件的焊接變形。尤其是批量生產(chǎn)時，可以穩(wěn)定焊接質(zhì)量，減少焊件尺寸偏差，保證產(chǎn)品的互換性。② 提高勞動生產(chǎn)率，降低制造成本 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程一般包括：準備（焊接材料的清洗、烘干、工件開坡口等），裝配（對正、定位、夾緊或點固焊等），焊接，清理（從工裝夾具上卸除工件，清除焊渣等），檢驗，焊后熱處理及矯正，最后檢驗等工序。焊前和焊后各項輔助工序的勞動量往往超過焊接工序本身。因此，提高勞動生產(chǎn)率最有效的措施是減少輔助工序的時間。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，由于焊件的復(fù)雜程度不同，純焊接時間僅占產(chǎn)品全部加工時間的10%～30%，其余為備料、裝配及輔助工作等時間。對于梁柱結(jié)構(gòu)，裝配與翻轉(zhuǎn)工作時間占總生產(chǎn)工時的30%～50%；對于圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚16mm、而其輔助時間為40min，即焊接時間只占裝焊總工時的17%，在這種情況下，即使把焊接速度提高1倍（一般很難辦到），也只能提高生產(chǎn)率約10%。如果采用高效率的焊接工裝夾具，使輔助時間減少到20min，那么勞動生產(chǎn)率就可以提高40%。顯然，欲縮短生產(chǎn)周期，提高勞動生產(chǎn)率，除了采用自動化焊接工藝外，還要采用先進的裝配工藝，采用機械化和自動化程度高的工裝夾具。 采用焊接工裝還可以降低制造成本。產(chǎn)品成本一般包括原材料費用、燃料動力費用、廠房設(shè)備折舊費、工資、管理費等。制造焊接工裝雖然要增加產(chǎn)品的成本，但是各種工裝和設(shè)備投資以及管理費等，僅