淺述覆蓋件沖模焊接修復工藝技術(shù)

王鐸云

（武威職業(yè)學院，甘肅 武威 733000）

覆蓋件是車輛組成中重要的功能性零件，對安全性能和隔振降噪等方面有著顯著的影響作用，此外覆蓋件也是車輛造型風格以及靜態(tài)感知量等的主要參考指標。覆蓋件的制作工藝一般包括板材的拉深整形、修邊翻邊以及沖孔等工藝技術(shù)組成[1]。覆蓋件生產(chǎn)過程中，模具零件表面常與板材發(fā)生摩擦而導致模具因受力不均勻等產(chǎn)生拉傷、變形、崩刃等問題，使得覆蓋件的質(zhì)量降低，進而影響整體美感以及質(zhì)量和減振降噪功能。

1 沖模以及焊接性能

1.1 沖模零件材料

覆蓋件的沖模材料一般有鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼等組成，根據(jù)不同部位的使用需求相互搭配使用，如落料模、拉深模、修邊模、翻邊模等。沖模零件材料與板材之間常發(fā)生較強烈的摩擦作用，因此，用于沖模的零件材料要求較高，要綜合考慮零件材料的厚度、強度、形狀等，如合金鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼等可以用于修邊、翻邊以及鑲件等材料。在覆蓋件中其他非參與工作部分的零部件材料的要求較低，可以使用灰鑄鐵，如上模模座、壓料芯、下模模座等。如HT300材料可以用于模座、斜楔、壓邊圈等，該類材料為重要沖模基材，具有良好的鑄造性和切削性，具有良好的使用前景；GM246材料可以作為拉深凸模、壓邊圈、凹模等部位，該材料屬于拉深模基材，但該類材料的鑄造性能和切削性能要比HT300材料的差，但是電鍍性能要比HT300材料的強。

1.2 沖模焊接性能分析

不同材料沖模焊接時的性能是存在差異的，這是由于合金元素可以影響鑄鐵結(jié)晶時的石墨化程度、石墨的形態(tài)以及基體的組織[2]，因此，在沖模焊接過程中要注意上述變化類型。按照合金元素對鑄鐵的影響可分為兩類，一是促進石墨化的元素，以Cu、Ni、Al、Si、C為主，二是起組織石墨化的元素，如Mn、Mo、Cr、V、S等元素。SKD11材料中Cr、Mo、V元素含量較高，而Cr、Mo、V元素的敏感溫度區(qū)間介于500～700℃，在焊接高溫環(huán)境中容易產(chǎn)生產(chǎn)生裂紋，這是由于高溫環(huán)境下，Cr、Mo、V等元素組織了鑄鐵的石墨化，在熔合線附近的粗晶區(qū)形成裂紋，因此，該類材料屬于再熱裂紋敏感類的鋼種材料。HT300材料中含有較高的P、S元素，在焊接過程中容易生成低熔點的FeS，增加焊接難度，且由于焊接縫的強度低、塑性差，導致極易出現(xiàn)裂紋。

2 焊接修復工藝技術(shù)

2.1 焊接材料及設備的選擇

焊接修復的材料與設備選擇要根據(jù)實際模具需要修復的面積以及充填厚度狀況來選擇，一般以直流焊機ZX7-400和水冷式氬弧焊機EWM為主。對于損傷面積較大的模具來說，在修復過程中常用直流焊機，可以提高焊接強度和焊接效率。水冷式氬弧焊機具有電弧能量集中、焊接變形量小以及具有智能脈沖的特點，因此該類焊機主要用于焊接厚度較薄或者損傷面積較小的模具，如小范圍崩刃鈍化或者輕微損傷等[3]。

在焊接修復過程中要選用更母材成分和硬度基本一致的焊接材料，這樣處理后的修復模具具有較高的強度和耐磨性。如修復鑄鐵模座時，模座一般是由普汀灰鑄鐵或者鉬鉻鑄鐵制作成，其型號一般為HT300，因此氬弧焊絲一般選用35～40HRC硬度的DM-55R型號材料或者43～45HRC硬度的NH-100R型號的材料。

2.2 焊前準備工作

焊前的準備工作是必不可少的環(huán)節(jié)，要對需要修復的模具表面進行清潔處理，常采用乙炔火焰進行熱處理或者氯化碳清晰坡口，將模具表面的油污、水垢等雜志清除干凈，可以有效的防止焊接過程中出現(xiàn)氣孔、翻漿等現(xiàn)象。此外，在焊接過程中應根據(jù)需要修復模具損傷狀態(tài)打磨相應的工藝坡口。為了防止在焊接過程中出現(xiàn)焊接區(qū)與非焊接區(qū)溫差過大的現(xiàn)象，可以預先對焊接材料和母材進行加熱處理。

2.3 焊接過程中的控制

模具修復質(zhì)量的影響取決于較多的因素，但電流大小對焊接修復質(zhì)量的影響更大。在模具焊接修復過程中若電流過小，容易造成未焊接透徹或者夾渣等缺陷，而焊接電流過大則容易造成焊接母材燒穿或者咬邊等現(xiàn)象的發(fā)生，并且使得母材中的合金元素燒損嚴重，使得材料中的C元素增加，降低了充填材料的稀釋率，進而造成修復焊接縫脆弱，常表現(xiàn)為熔合線附近產(chǎn)生白口組織，伴隨有裂紋或者針眼狀氣孔產(chǎn)生，降低模具焊接修復質(zhì)量。

2.4 焊接后的熱處理

在模具修復焊接過程中，模具焊接后的熱處理至關(guān)重要。在修復焊接完成后，焊接區(qū)域的溫度要遠高于非焊接區(qū)域的溫度，此時容易使得焊接材料與母材因冷卻過快而產(chǎn)生白口組織或者氣孔裂紋等缺陷，因此為了防止白口組織或者氣孔裂紋的出現(xiàn)，在焊接修復完成后對焊接縫進行100～150℃的加熱處理，并用石棉網(wǎng)包扎好使得焊接縫處的溫度變化較慢，可以有效的提高提升修復焊接表面的耐磨性能以及抗沖擊性能[2]。此外，采用上述焊接修復工藝的焊縫具有更高的強度以及更長的壽命。因此，在模具損傷區(qū)域進行修復焊接時，要加強修復焊接工藝的研究工作。

3 結(jié)語

綜上所述，覆蓋件沖模焊接修復工藝的研究工作具有重要的現(xiàn)實意義，對提高覆蓋件整體流線感，增強方振降噪功能有著重要的促進意義。

此外，在焊接修復過程中要根據(jù)模具損傷狀況進行焊接方式的選擇，盡可能選用與母材基本一致的焊接材料，且焊接材料的強度等要接近母材的強度。通過本文總結(jié)的沖模焊接修復工藝，可以有效的提升焊接修復質(zhì)量，能夠有效的避免白口組織、氣孔裂紋現(xiàn)象的產(chǎn)生，對提升覆蓋件沖模焊接修復質(zhì)量有著重要的指導意義。