焊接生产管理体系

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1、SGM ConfidentialSGM Confidential车身件焊接生产管理体系 简介SQE METAL TEAM2006-8SGM ConfidentialSGM Confidential主要内容焊接基础知识金属指导厚度GMT车身焊接生产常见的质量问题车身点焊焊接生产管理体系焊接质量的检验SGM ConfidentialSGM Confidential焊接的本质：是指通过适当的物理化学过程使两个 分离的固态物体产生原子（分子）间结合 力而连接成一体的连接方法。金属晶格间距（0.3-0.5nm）焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential焊接方法的分类压力

2、焊电阻焊扩散焊摩擦焊超声波焊锻焊爆炸焊冷压焊冰压焊气压焊磁力脉冲焊点焊凸焊对焊缝焊熔化焊钎焊焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential用于车身的焊接方法种类电阻焊接 电弧焊接 激光焊接 螺柱焊接焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential焊件接合后， 通过电极施加压力 ，利用电流通过接 头的接触面及邻近 区域产生的电阻热 进行焊接的方法。ELECTRODES电阻焊接(用于车身焊接的主要焊接方法)点焊焊接原理：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊的物理本质：就是利用焊接区金属本身的电阻

3、热和大量塑 性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间 接近到晶格距离（0.3-0.5nm），形成金属键 ，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊 点、焊缝或对接接头。电阻焊接焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 电阻焊接优点 ：1. 生产效率高; 2. 快速; 3. 简单、可靠; 4. 易用于镀层材料; 5. 成本低; 6. 易于自动化;焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 手工点焊设备 ：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 机器人 点焊单 元：焊接

4、基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 焊接热量的形成及其影响因素 ：Q =I2RT1. 电阻R; 2. 焊接电流I; 3. 焊接时间T; 4. 电极压力; 5. 电极形状及材料性能的影响; 6. 工件表面状况的影响;焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接1. 电阻及影响电阻的因素 ： R =2Rw+ Rc+ 2RewRw工件本身电阻Rc两工件间的接触电阻Rew工件与电极间接触电阻焊接区等效电路示意图焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接1. 电阻及影响电阻的因

5、素：Rw：由材料的本身特性决定（不锈钢;碳钢;铝）Rc：具有短暂性，工件表面氧化物、脏物 ， 微观不平度Rew：阻值很小，对熔核的形成影响很小焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接2. 焊接电流的影响：由热方程可知电流对产热的影响最大。电流的影响因素：1. 电网电压波动;2. 交流焊机次级回路阻抗的变化;焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential板表面凸点加热区电流线电阻焊接2. 焊接电流的影响：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接3. 焊接时间的影响：大电流、短时间

6、强条件，硬规范小电流、长时间弱条件，软规范焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接4. 电极压力的影响：电极压力对两电极间的总电阻R有显著的影响：压 力增大，则R显著减小。但对电流影响不大。焊点强度 随焊接压力增大而减小，所以一般在增大 焊接压力的同时，增大焊接电流。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接5. 工件表面状况的影响：工件表面的氧化物、污垢、油和其它杂质增大了接 触电阻，会造成接触表面的局部导通，由于电流密 度过大，则会产生飞溅和表面烧损。表面杂质的存 在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊

7、接质 量的波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质 接头的必要条件。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 热平衡及散热：点焊时只有小部分的热量用于形成焊核，而大部分 热量通过热传导而散失掉。热平衡方程式：Q=Q1+Q2Q1形成焊接熔核的热量（一般为1030）; Q2散失掉的热量（电极传导热量3050，工件 传导热量20，辐射到大气中的热量5）;焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 焊接循环：点焊焊接循环由四个基本阶段1. 预压阶段：电极下降到电流接通 阶段，确保电 极压紧工件，使工件间有适当的压力。

8、 2. 焊接阶段：焊接电流通过工件，产热形成熔核 。 3. 维持阶段：切断焊接电流，电极压力继续维持 至熔核凝固到足够强度。 4. 休止阶段：电极开始提起到电极再次开始下降 ，开始下一个焊接循环。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 焊接循环：(1)(2)(3)(4)焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 焊接循环：为改善焊接接头的性能，需要在各个阶段中有所调整1. 预压阶段：加大预压力以减小工件间的间隙; 用预 热脉冲提高金属的塑性，使工件易于帖合，防止 飞溅。 2. 维持阶段：加大锻压力以压实熔核

9、，防止产生裂 纹或缩孔；用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火 组织，提高接头的力学性能。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电阻焊接 焊接循环：基本点焊过程1）预压2）通电加热 （焊接阶段）3）冷却结晶 （锻压阶段）焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential “弧焊”通过金属母材与电极之间的电弧的热 量，熔合金属。 电极可以在过程中提供填充金属(熔化极)， 也可以不提供(非熔化极)。 大部分弧焊工艺是由手工操作的，ROBOT 及其它自动弧焊系统已经得到广泛地应用。电弧焊接焊接基础知识SGM ConfidentialSGM C

10、onfidential电弧焊接 弧焊原理示意图：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电弧焊接 电弧焊接时的缺陷：1. 冶金缺陷：气孔、裂纹、夹渣等。2. 焊缝成形缺陷：未焊透：接头根部未完全焊透(焊接电流小，焊速高，坡口尺 寸不合适，焊丝未对准焊缝中心。工件的热输入低)。未熔合：焊道与母材或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合 的部分叫未熔合(电弧向前移动时，被排到尾部的液态 金属未能及时填进来就开始凝固，而填进来的熔池金 属的热量又足以使之再度熔化，形成未熔合)。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential烧穿：熔化金属自焊

11、缝背面流出，形成穿孔的现象(电流 过大，焊速过小，间隙坡口尺寸过大均可形成此 缺陷)。咬边：在沿着焊趾的母材部位，烧熔形成凹陷或沟槽的 现象(大电流高速焊接时易产生此缺陷)。焊瘤：熔化的金属流到焊缝以外未熔合的母材上形成金 属瘤的现象(主要是由于填充金属过多引起的，间 隙坡口尺寸小，焊速低，电压小或焊丝伸出长度 过大)。电弧焊接 电弧焊接时的缺陷：2. 焊缝成形缺陷：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential电弧焊接 弧焊焊接设备示意图 ：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential激光焊接 “激光”指的是放射物激励发射的放大光

12、线。 在这里，光线和射线指同一种物质：电磁 波射线。 激光焊接热源焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential激光焊接 激光焊接与点焊的比较 ：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential螺柱焊接 将金属螺柱或类似的其它紧固件焊于工件上的方 法统称为螺柱焊 电弧螺柱焊是电弧焊方法的一种特殊应用。焊接 时，首先在螺柱于工件之间引燃电弧，使螺柱端 面和相应的工件表面被加热到熔化状态，达到适 宜的温度时，将螺柱挤压到熔池中去，使两者融 合形成焊缝。靠预加在螺柱引弧端的焊剂和陶瓷 保护圈来保护熔池金属。焊接基础知识SGM Confiden

13、tialSGM Confidential螺柱焊接1、预压阶段：施加预压力使焊枪内弹簧压缩，螺柱端面 紧贴工件表面。 2、引弧阶段：螺柱提升，引燃电弧，清洁焊接区镀层及 油污，该电流称为引弧电流。 3、熔化焊接阶段：在引弧阶段末期，通以更强的焊接电 流，熔化螺柱端头和焊接区。 4、螺柱下沉阶段：在焊接电弧按预定时间熄灭之前，电 磁线圈去磁，弹簧推动螺柱端头载入熔化区。 5、冷却阶段：熔池冷却，焊接完成。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential螺柱焊接 螺柱焊接示意图：焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential螺柱焊接 螺柱焊接

14、过程示意图：螺柱安装接触工件起弧通焊接电流下落形成熔核视频演示焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential螺柱焊接 螺柱焊接系统的组成 ：由电源控制箱、送料器、螺柱焊枪和电缆 总成组成。螺柱焊枪分为机器人螺柱焊枪和手工螺柱 焊枪。焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential螺柱焊接 螺柱焊 接系统 的组成 ：螺柱焊枪送料器电源 控制箱焊接基础知识SGM ConfidentialSGM Confidential金属指导厚度GMT金属指导厚度GMT (Governing Metal Thickness)SGM Confidential

15、SGM Confidential金属指导厚度GMT为什么使用金属指导厚度？车身点焊焊接结构中， 很少焊接两层同样厚度 的板材. 为了以板材的厚度来确 定焊接参数，需要对不 同厚度板材组合“归一 化”.焊接电流由GMT确定的厚度及FSC决定焊接压力由GMT确定的厚度及板材材质决定SGM ConfidentialSGM Confidential金属指导厚度GMTSGM ConfidentialSGM ConfidentialSGM ConfidentialSGM Confidential金属指导厚度GMTSGM ConfidentialSGM Confidential金属指导厚度GMT如何确定金属

16、指导厚度 ？GMT由较薄的板的厚度决定1. 两层板松散组合SGM ConfidentialSGM Confidential金属指导厚度GMT例: BX1.0XB-G1.60GG0.90G-G1.30G-B1.80BB1.4B-G0.8G-GX1.4XGG0.90G-(G1.30G+B1.80B)T1 = G0.90G, T2 = G1.30G, T3 = B1.80B, FSC = GG. 1.首先按三层松散的板结合的方式确定. 本例中GMT为 1.30 mm.2.列出单独松散的一层板的厚度. 本例中，此厚度为 0.90 mm.3.比较前两步得到的两个厚度，取其中较薄的板厚为GMT. 本例中 GMT= 0.90 mm.4.板材镀层结合面性质由两个原本分离的面确定的FSC确定. 本例中 为 GG.5.所以本例中的 GMT = 0.90 GG.GMT = 0.90 X GGSGM ConfidentialSGM Confidential金属指导厚度GMT如何确定金