激光焊接不是神话！教你通过观察焊点、焊缝选车
激光焊接不是神话！教你如何通过观察焊点、焊缝选车
在汽车界，大众的激光焊接俨然成为了一个神话。在销售人员的口中，它成为了大众车结实耐用的主要原因，在我身边也有不少朋友也正因为这“更安全”的激光焊接，而选择了大众。
侦探要告诉大家的是，激光焊接并不是什么神秘的技术，在如今的汽车生产中，许多厂家也都在使用激光焊接。激光焊接多用于大型覆盖件的及外观件的焊接，但并不是全车范围，手工电弧焊、电渣焊、冲压焊等焊接工艺也都会使用。
其次，激光焊接并没有那么神奇，曾有谣言称激光焊接技术可以令车身强度增大30%……其实激光焊接更大的作用是提升车辆的美观、密封和隔音性，至于提升车身强度并没有什么突出的表现。
不论是采用哪种焊接工艺，焊接过程中产生缺陷是在所难免的，那么应该如何去挑选焊接水准更高、工艺更精细的车呢？侦探告诉你，只需要你的眼睛。
一辆汽车的焊点可以多达5000个以上，包括车顶与侧围、车门等等多处部位。有缺陷的焊缝可能会降低材料的力学性能和缩短产品的使用寿命、车身焊接部位腐蚀、老化，严重的甚至可能发生脆断导致灾难性的事故。
在观察汽车的焊缝时，首先要观察焊缝上有没有细小的气孔，根据分布状态可分为单个气孔、密集气孔。焊缝表面存在气孔，会降低强度、塑性和疲劳强度，影响焊接处的密封性导致材料腐蚀（比如车辆内部构件生锈）。
其次，观察焊缝周围是否有凹陷或沟槽。如果焊缝周围有凹陷或沟槽，就可能有咬边或未熔合缺陷，会减小车身结构的有效截面积，降低了结构的承载能力（车辆存在异响就可能是因为焊接部位未熔合）。
最后观察焊缝表面是否存在裂纹。裂纹是和焊接最危险的缺陷，车辆焊件承载后，会引起应力集中，是结构断裂的起源！焊接结构中不允许有裂纹的存在（如果是汽车的大梁、防撞梁焊缝存在裂缝缺陷，会使车辆安全性能出现重大隐患）。
除了焊缝，车门橡胶条里面的门框焊点也可以通过观察判断车辆情况，好的焊点会增大结构强度，选择标准是焊点为真圆及略微凹陷，间距均匀，位置统一。
如果发现焊点凸出，有失圆或大小不一的点焊，焊点粗糙不光滑，排列不规则、不均匀，就表明是重新烧焊的痕迹，证明车辆有较严重碰撞修复情况（事故车、翻新车）。
通常焊接工艺都会有相应的检测流程，检测方法比我们今天讲的目视检测要深入的多，但汽车厂家品控水平标准不同，不同品牌的车质量也就参差不齐。我们常说的一辆车耐不耐开，很大程度取决于这些看不到的焊缝质量问题。所以在购车前，还是应该亲自做一遍肉眼的观察，挑一辆质量、做工靠谱的车型。
我们不定义任何车型好坏，帮您选择最适合自己的爱车,志在让您选车不纠结更轻松;
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今日搜狐热点浅谈如何控制埋弧焊焊缝中的气孔发生 [关键词]因自动埋弧焊焊速高，熔池深，一次金属熔敷量大，工作效率高，焊接质量好等特点，而倍受造船业和其它金属制造行业的欢迎，但同时埋弧焊在焊接时易产生气孔，因此，就需要在实践和理论中不断地进行研究探讨，使埋弧自动焊更好的发挥其优越性。
[摘要]熔池 气孔 高温
焊接熔池在结晶过程中，由于某些气体来不及逸出而残留在焊缝中形成气孔。气孔的存在不仅削弱了焊缝的有效工作断面，同时也会带来应力集中，显著地降低了焊缝的强度和塑性，对焊缝的疲劳强度和持久强度更为不利，最终影响构件承载力，因此焊缝中的气孔必须严格控制。现结合三峡新材三期600T/D生产线成品车间钢梁（计329根）的生产情况，从以下六个方面谈一谈如何控制埋弧焊焊缝中的气孔。
基本情况：成品车间钢梁（计329根）为组合梁的一部分，采用U235钢，翼缘板规格为－20×400×12000，腹板规格为－12×800×12000，设计要求采用埋弧自动焊焊接，焊接为二级焊缝。
一、正确选用焊剂
焊剂的选用应根据母材的材质和焊缝的重要性来进行，不同的焊剂因其成分不同，在燃烧时产生的气孔性质亦不相同。实践与理论证明：当焊剂的氧化性增大时，产生CO孔的倾向减少；而当焊剂的还原性增加时，产生CO气孔的倾向增大。在成品车间钢梁的生产中，我们根据钢梁的重要性以满足焊缝的机械性能为主，选用了焊剂HJ431，该焊剂是一种高锰高硅低氟焊剂，其成分如下：
由其成分可知HJ431焊剂是一种还原性焊剂，在实际生产中焊缝中的气孔表现为：形状如螺钉状，从焊缝表面看像喇叭口形，且四周内壁光滑的气孔，因此该气孔为氢气孔，而其它类型的气孔极少发现，因此可见，正确的选用焊剂能有效地控制某一类气孔的产生，以方便做好控制气孔发生的焊前准备工作。
二、应控制焊接区产生的气孔和杂质来源：
（一）产生气孔的气体和杂质主要有以下几个来源
来自焊材：此中又可分三种来源。1.焊剂在燃烧时产生的气体；2.潮湿的焊剂在焊接时析出的水汽；3.焊剂中的杂质燃烧产生的气体；4.来自热源周围的气体介质，如空气中的氧、氮等和潮湿空气中的水汽；5.来自焊接部位的杂质，如油污、铁锈、油漆、水分等；6.来自高温蒸发产生的金属和熔渣蒸气。是提高焊缝金属强度,降低塑性和韧性的-5
气体和夹杂物对焊缝的影响氮气(N2)、氢气(H2)、氧气(O2) 氮:提高焊缝金属强度,降低塑性和韧性的元素,并且可以 产生气孔 氢:主来来自于水分、有机物、油污,...
3.各种气体对焊缝的影响:氮、氢、氧都 是促使焊缝产生气孔的主要原因,是提高 焊缝 金属强度,降低塑性和韧性的元素。1 不与氮发生作用的金属如铜、,用氮化 ...
提高强度、韧性、塑性的理论_材料科学_工程科技_专业...具有无需预热可焊接性的610MPa级板材,直接淬火与...改善韧性,即利用回转组织 内部富集的较高合金元素...
气体和夹杂物对焊缝的影响氮气(N2)、氢气(H2)、氧气(O2) 氮:提高焊缝金属强度,降低塑性和韧性的元素,并且可以 产生气孔 氢:主来来自于水分、有机物、油污,...
焊接知识培训教程_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。焊接知识培训教程焊接工艺...都 是促使焊缝产生气孔的主要原因,是提高 焊缝 金属强度,降低塑性和韧性的元素...
(二)氮对焊接质量的影响 1)提高焊缝金属的强度、硬度,降低塑性、韧性(低温下降...3) 产生气孔、合金元素烧损。 4) 工艺性能变差 :增加飞溅。 (五)防止措施 ...
冶金反应包括:气体的分解和溶解、金属的蒸发、金属及 其合金成分的氧化与还原...2)氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝 金属强度,降低塑性和韧性的元素 。熔池中含有...
焊缝金属的含氧量大大增加。严重降低焊缝金属的 性能,强度、塑性和韧性都显著下降。尤其是低温冲击韧性 急剧下降,引起冷脆。氧还使焊缝中合金元素烧损,影响焊 缝...
(曲线ab段时的电流)时,电压随着电流的 增加而降低...因此,熔合区的塑性和韧性很差,是焊接接头中性能 最...氮的含量较高会使焊缝金属强度提高,塑性和韧 性...
氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性 和韧性的元素,尤其是使低温韧性急剧下降。氮还是促使焊缝金属 时效硬化的元素。 (1)焊接区的保护影响 3.控制氮...(window.slotbydup=window.slotbydup || []).push({
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搅拌摩擦焊技术（一）－搅拌摩擦焊的基本原理
&&& 近年来，为了保护环境、节约能源，人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此，积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料，例如铝及其铝合金。
&&& 铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点；随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现，使得这类材料的性能不断提高，因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。除了运输机械外，土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。
这些结构的安装连接主要以焊接为主要连接方式。在铝及其铝合金的焊接中，存在的主要问题之一是由于它的膨胀系数大而在焊接时产生较大的变形。为了防止变形，在施工现场，必须采用胎卡具固定，和由培训过的熟练工人操作。因为铝及其铝合金容易氧化，表面存在一层致密、坚固难熔的氧化膜，所以焊前要求对其表面进行去膜处理；焊接时，要用氩等惰性气体进行保护。铝及铝合金焊接时，易产生气孔、热裂纹等缺陷，也是焊接时必须注意的问题。对于热处理型铝合金来说，必须避免在焊接时热影响区产生软化，强度降低的问题。为了解决铝及铝合金熔化焊时出现的以上问题，开发研制出一种新的固相焊接方法，即搅拌摩擦焊。
&&& 搅拌摩擦焊的英文是Friction Stir Welding&缩写为FSW，于1991年由英国焊接研究所（TWI）发明的。它是利用间接摩擦热实现板材的连接。这种方法打破了原来摩擦焊只限于圆形断面材料焊接的概念，是上个世纪末本世纪初最新的铝及其合金的焊接技术。自从搅拌摩擦焊发明以来，搅拌摩擦焊技术在世界各国突然兴起，得到广泛的关注和深入的研究，并向生产适用化发展，特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构、学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和应用开发，并且在诸多制造工业领域得到了成功应用。
&&& 本文详细介绍了搅拌摩擦焊原理、特点，并且针对铝及其合金的搅拌摩擦焊的工艺及应用作了详细的阐述。
一、搅拌摩擦焊的原理
&&& 搅拌摩擦焊的原理如图1-1所示。
&&& 它是利用带有特殊形状的硬质搅拌指棒的搅拌头旋转着插入被焊接头，与被焊金属摩擦生热，通过搅拌摩擦，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压，使接头金属处于塑性状态，搅拌指棒边旋转边沿着焊接方向向前移动，在热-机联合作用下形成致密的金属间结合，实现材料的连接。
图1－1 搅拌焊的原理
&&& 搅拌头由特殊形状的搅拌指棒和轴肩组成。搅拌指棒的长度等于板厚，但一般情况下，它的长度比母材的厚度稍短一些；而轴肩的直径大于搅拌指棒的直径。
搅拌头的轴肩的作用：
一是可以保证搅拌指棒插入的深度；
其次是轴肩与被焊材料的表面紧密接触，防止处于塑性状态的母材表面的金属排出而造成的损失和氧化；
三是与母材表面摩擦生热，提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热。
&&& FSW接头焊缝的最大宽度决定于摩擦搅拌棒肩部直径大小。搅拌摩擦焊要求特殊形状的搅拌指棒，一般要用具有良好耐高温力学和物理特性的抗磨损材料制造。对于铝及其合金等轻型合金材料，在焊接过程中搅拌头的磨损程度很小。焊接过程中，因为搅拌头对焊接区域的材料具有向下挤压和侧向挤压的倾向，所以被焊工件要夹装背垫和夹紧固定，以便承受搅拌头施加的轴向力、纵向力（沿着焊接方向）以及侧向力。通过研究，在对接接头中，搅拌摩擦焊对焊接接头形状、清洁度以及接头装配间隙均有较大的工艺裕度，如搅拌摩擦焊对接焊时在接头间隙为厚度10％的条件下，同样可以得到优良的焊接接头。
二、搅拌摩擦焊的特点
&&& 搅拌摩擦焊由于它是一种固相连接，所以与其他焊接方法相比具有很多的优越性。
1.搅拌摩擦焊的优点
（1）搅拌摩擦焊是一种高效、节能的连接方法
&& &&对于厚度为12.5mm的6XXX系列的铝合金材料的搅拌摩擦焊，可单道焊双面成型，总功率输入约为3kw；焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护；焊前不需要开坡口和对材料表面作特殊的处理。
（2）焊接过程中母材不熔化&有利于实现全位置焊接以及高速连接。
（3）适用于热敏感性很强及不同制造状态材料的焊接&
&&& &熔焊不能连接的热敏感性强的硬铝、超硬铝等材料可以用搅拌摩擦焊得到可靠连接；可以提高热处理铝合金的接头强度；焊接时不产生气孔、裂纹等缺陷；可以防止铝基复合材料的合金和强化相的析出或溶解；可以实现铸造／锻压以及铸造／轧制等不同状态材料的焊接。
（4）接头无变形或变形很小&&由于焊接变形很小，可以实现精密铝合金零部件的焊接。
（5）焊缝组织晶粒细化接头力学性能优良&&焊接时焊缝金属产生塑性流动，接头不会产生柱状晶等组织，而且可以使晶粒细化，焊接接头的力学性能优良,特别是抗疲劳性能。
（6）易于实现机械化、自动化&&可以实现焊接过程的精确控制，以及焊接规范参数的数字化输入、控制和纪录。
（7）搅拌摩擦焊是一种安全的焊接方法&&与熔焊方法相比，&搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘、以及弧光的红外线或紫外线等有害辐射对人体的危害等。
2.存在的问题
&&& 随着搅拌摩擦焊技术的研究和发展，搅拌摩擦焊在应用领域的限制得到很好解决，但是受它本身特点限制，搅拌摩擦焊仍存在以下问题：
（1）焊缝无增高&&在接头设计时要特别注意这一特征。焊接角接接头受到限制，接头形式必须特殊设计。
（2）需要对焊缝施加大的压力，限制了搅拌摩擦焊技术在机器人等设备上的应用。
（3）焊接结束由于搅拌头的回抽在焊缝中往往残留搅拌指棒的孔，所以必要时，焊接工艺上需要添加&引焊板或退出板&。
（4）被焊零件需要由一定的结构刚性或被牢固固定来实现焊接；在焊缝背面必须加一耐摩擦力的垫板。
（5）要求对接头的错边量及间隙大小必需严格控制
（6）目前只限于对轻金属及其合金的焊接。
&&& 总之，与熔焊相比，它是一种高质量、高可靠性、高效率、低成本的绿色连接技术。
&&& 目前，搅拌摩擦焊已经可以焊接全部牌号的铝及其合金，如1000系列（纯铝）、2000系列（AL-Cu合金）、3000系列（AL-Mn合金）、4000系列（AL-Si合金）、5000系列（AL-Mg合金）、6000系列（AL-Mg-Si合金）、7000系列（AL-Zn合金）、8000系列（其它铝合金）。也已实现铝基复合材料以及铸材和锻压板材的铝合金搅拌摩擦焊。铝合金搅拌摩擦焊的可焊厚度从初期的1.2～12.5mm，现已在工业生产中应用搅拌摩擦焊成功地焊接了厚度为12.5～25mm铝合金。并且已实现单面焊的厚度达50mm、双面焊可以焊接70 mm的铝合金。
&&& 搅拌摩擦焊也适用于钛合金、镁合金、铜合金、铁合金等材料的连接。
&&& 针对不同的零部件和应用对象，开发研制了系列的搅拌摩擦焊专用设备，并且在航空、航天、船舶、汽车等制造领域得到应用。设备主要由机械部分、主轴驱动系统、液压系统、高精度焊接平台及焊接夹具、控制系统、位置传感系统等组成。
一&&影响FSW焊接的因素
&&& 影响FSW焊接过程稳定性和焊接质量的因素，主要有搅拌头的形状、搅拌头的位置、搅拌头的转速、焊接速度、接头精度以及材料拘束等。表2-1列出了影响FSW焊的主要工艺因素和它们的内容要点
&&& 表2-1&搅拌摩擦焊的工艺因素
1.搅拌指棒的材质及形状
(1)搅拌指棒的材质
&&& 由于搅拌指棒要产生并承受摩擦热，高温剪切强度是搅拌指棒根部必须考虑的一个很重要的因素。目前英国焊接研究所采用工具钢来制作搅拌指棒，例如TWI的Nicholas采用工具钢AISI-H13。日本采用了SUS440马氏体不锈钢以及工具钢SKD61作为搅拌指棒的材料。从搅拌指棒的高温强度出发，目前搅拌摩檫焊只能焊接铝、镁及其合金和铜合金等。随着搅拌指棒的材质不断开发，可以预见会有更多的材料适用于搅拌摩檫焊焊接。
(2)&搅拌指棒的形状
&&& 搅拌指棒的形状为单纯圆柱形或加工成稍带锥形的圆柱形；也有得把单纯圆柱形加工成牙型或浅牙形，而端部形状一般为半球形。
TWI采用FSW焊接75m特大厚板时，采用的搅拌头表面如图2-2（a）所示，切削成螺纹牙型的螺旋沟，目的是增加对被焊金属的搅拌力。图2-2（b）所示为较为复杂形状的搅拌指棒&。
图1-2&&新的搅拌头
2.搅拌头肩部的形状和材质
&&& 如图1-3所示，搅拌头的肩部不是平面状，而是稍带凹面的形状，凹的程度应通过实践来确定。这种肩部形状在旋转摩檫时，会促进其正下方母材表面金属的塑性流动，增强混合搅拌效果。
图1-3&&搅拌头的肩部形状
&&& 因为搅拌头的肩部是产热之处，可采用热传导率低的二氧化锆作为肩部材料；而有的搅拌头为整体钢制。它与采用通常一体型全钢制搅拌头相比，向搅拌头传导的热减少，即减少了热损失；而且在相同条件下也不会增加FSW热影响区的宽度。
在FSW高速焊时，肩部的发热量增加了30-70%。只有当肩部材质为二氧化锆时，向搅拌头侧的热传导会得到有效的抑制，该搅拌头才适用于高速FSW焊接。
3.搅拌头的寿命
&&& 搅拌头的寿命主要是以搅拌指棒根部的损伤为衡量标准。由于搅拌指棒根部易发生高温疲劳或剪切破坏，而造成损伤。
&&& 初步试验结果表明，搅拌头的材质、形状、被焊工件的板厚各异以及焊接工艺参数不同，其寿命会有差别。在实际施焊过程中，以达到规定的焊缝长度或达到规定的使用时间为其寿命。例如焊接板厚6mm的6082-T6铝合金时，焊接长度为800m。
&&& 当搅拌头坏损后，一定要把残留在焊缝内的破损的搅拌指棒取出。目前，采用肉眼观察检验搅拌头是否破损，是不容易的。在实际施焊过程中，达到规定的寿命，必须更换搅拌头，然后通过研磨等修复处理后再使用。
4.&搅拌头的前进角
&&& 搅拌头的前进角是指搅拌头中心轴线与工件表面垂线之间的夹角。在一般情况下，搅拌头的前进角定为3-5&。确定前进角的目的，一般认为它可以提高搅拌头的寿命，促进摩擦引起的焊缝金属塑性流动，消除产生缺陷的倾向。
&&& 搅拌头的前进角对焊缝金属塑性流动的影响如图2-4所示。当改变搅拌头的前进角时，焊缝金属的塑性流动停滞点发生很大变化。从图中可以看出，在搅拌头的前进角为零度时，即搅拌头与工件表面垂直，焊缝金属的塑性流动停滞点处于焊根部中心，随着前进角角度的增大，搅拌力增大，塑性流动的停滞点向焊缝上方移动，这有利于消除缺陷。
图1-4&搅拌头前进角对焊缝金属的塑性流动停滞点位置的影响
5.搅拌头的位置
&&& 搅拌头的位置是被焊金属与搅拌头的相对位置有关的参数。为了获得没有缺陷的良好接头，被焊金属必须通过搅拌作用向板厚方向输入摩擦热。这就要求搅拌头的肩部必须完全与被焊金属表面接触，使搅拌指棒完全插入板厚的状态保持稳定。搅拌头中心线的位置正好处于接头中心线上。
6.工件的固定
&&& 被焊工件的固定，要依据坡口加工精度、胎卡具的设计、被焊金属以及尺寸大小等综合考虑。在焊接过程中易产生横向张开，保持接头间隙不变比较困难，特别在焊接长尺寸的工件时，一定要重视胎卡具的设计。　}