汽车不锈钢消声器的焊接

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图1 消声器不良部品

SF-409Ti是一种适用于平焊和平角焊金属粉型药芯焊丝，在薄板焊接时焊接效率高，且不容易烧穿。由于409Ti焊丝中加入了钛成分，使得熔池的流动性增加，在焊接过程中，熔池能更好地摊开，余高降低。此外，与不锈钢焊丝相比，它还具有极大的成本优势。
近年来，汽车行业的发展十分快速，国内各汽车制造企业每年均有新车型不断推出。随着竞争日趋激烈，整车制造企业对汽车零部件配套厂的产品品质和成本要求更加严格。如何在保证品质的同时，提高焊接效率，成为各配套厂家共同关注的内容。下面简要介绍一下4系列不锈钢焊丝在汽车消声器上的应用。
在汽车消声器上，弧焊占焊接量的70%左右。目前，多数厂家使用不锈钢作为主要材质，使用304、308等焊丝进行焊接。众所周知，不锈钢焊丝金属材料中主加元素“铬”，还需加入镍、钼等其他元素，虽然使钢处于钝化状态，具有不锈特性，但也带来了一些焊接难题，主要包括：
1. 焊接时熔池粘稠，不易摊开，因此在焊接消声器的环焊缝时，有熔合不良的现象（如图1所示），余高较大（车辆长期颠簸，易使焊缝开裂）；
2. 消声器的母材较薄，使用中小电流焊接会使飞溅增多（若随颠簸脱落进入排气室，会带来噪音），影响产品质量；
3.不锈钢焊丝的成本相对较高，制约了成本的降低。

图2 加入2%的氧气焊缝的熔合更好（金相观测）

针对上述出现的问题，已经有企业采用了SF-409Ti 焊丝进行焊接。SF-409Ti是一种适用于平焊和平角焊金属粉型药芯焊丝，在薄板焊接时焊接效率高，且不容易烧穿。尤其值得一提的是，409Ti焊丝中加入了钛成分，增加了熔池的流动性。在焊接过程中，熔池能更好地摊开，降低余高。在成本方面，与原有的不锈钢焊丝相比，每公斤的焊丝成本可降低约25%，在韩系汽车上，这种工艺已得到大量应用。
运用SF-409Ti 焊丝，所采用的焊接工艺主要有：
1. 如果采用纯氩气体保护，熔池表面张力大，焊缝成形不良，呈“驼背”焊缝形状。因此，加入2%～3%的氧气，降低熔池表面张力，焊缝成形平整美观，同时能将部分钛元素烧损掉，提高焊缝的质量（如图2所示）。
2. 实心不锈钢焊丝MIG焊接时，φ1.2mm焊丝，当电流I≥260～280A，才能实现射流过渡；小于此值熔滴为短路过渡，飞溅较大，一般不能使用。只有使用带脉冲的MIG电源，脉冲电流大于300A，才能实现80～260A焊接电流下的脉冲射滴过渡，无飞溅焊接（如图3所示）。

图3 无飞溅的焊接效果

唐山松下的YD-350GL3焊机特有的固化脉冲功能能够实现理想的“一脉一滴”（如图4所示），得到焊件的同等熔化深度，其所需的焊接电流（平均电流）比普通MIG焊的连续电流小得多，且对焊件既有脉冲加热熔化，又有随之短暂散热凝固，因此对焊接接头的热影响小，有利于预防金属过热、软化及焊接裂纹，特别适合焊接对热敏感的薄板不锈钢。

图4 高速摄影拍下的“一脉一滴”过渡状态

举例来说，唐山松下为某消声器配套企业推荐的脉冲MIG焊接工艺，使其焊接量由原来的每小时50个提高到55个，产品的一次合格率由原来的70%提高到97%，缩短了补焊和检测的时间，提高了生产效率，大大改善了焊接质量（如图5所示）。
此外，利用350GL3焊机全数字化的高精度控制，还可直接与电脑或网络进行连接，进行数据的传输与管理，实现联网监测功能。通过监控软件实现“焊接”的数值化，记录每个产品的焊接数据，为追溯产品质量提供依据。

图5 焊接工艺改进的效果

总之，良好的焊接设备是实现高品质焊接的必要条件，但与人、物料、工艺及环境等的关系也都密不可分。相信随着焊接技术的不断进步，会有更多新工艺、新技术应用到汽车制造行业中，中国也会由汽车大国变成汽车强国。