《汽车装焊工艺基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车装焊工艺基础知识（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,装焊作业指导书规程,4,汽车装焊工艺,一、序言,汽车问世才100多年，可它给世界带来了巨大的变化。当今的汽车，已与人们的生产和生活息息相关。当今的汽车工业，已成为全球性的支柱产业。作为汽车上三大部件之一的车身，已越来越受到重视。质量上，轿车、客车的车身已占整车的40%-60%，制造成本上，车身占整车的百分比还要超过这些数值的上限值。汽车车身是个形状复杂的空间薄壁壳体。其主要零部件均由钢板冲压焊接而成。为增加美观和防蚀性，车身表面还涂有漆膜。此外，还有装各种金属和非金属的装饰件。 冲压、装焊、涂装和总装合称为汽车制造四大工艺。,二、汽车制造工艺过程,（一）工艺的概念,依据产品设计要求制定产品制
2、造过程的方法、规范、标准等技术文件统称为工艺。例如工艺流程、工序图、工序质量控制图等技术文件。,二、汽车制造工艺过程,（二）汽车制造四大工艺,冲压工艺,装焊工艺,涂装工艺,总装工艺,冲压作业 指导书,装焊作业 指导书,涂装作业 指导书,装配作业 指导书,装焊工艺,汽车车身是由薄板构成的结构件，冲压成形后的板料通过装配和焊接形成车身壳体（白车身），所以装焊是车身车型的关键。装焊工艺是车身制造工艺的主要部分。,进入,车身装焊工艺,装 焊 工 艺,装 焊 工 艺 培 训 第一部分,汽车制造中的焊接技术,1,一、汽车制造中的焊接技术,1、焊接概念,焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用填充材料或不用
3、填充材料，使焊件产生原子间结合而连接成一体的连接方法。,汽车车身是由薄板构成的结构件，冲压成形后的板料通过装配和焊接形成车身壳体（白车身），所以装焊是车身车型的关键。装焊工艺是车身制造工艺个主要部分。,2、车身焊接,3、汽车工业所用的焊接方法及零部件的应用情况,焊件组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称为电阻焊。电阻焊具有生产效率高、低成本、节省材料、易于自动化等特点，因此广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等各工业部门，是重要的焊接工艺之一。 电阻焊包括电阻点焊、电阻凸焊、缝焊等。,4、电阻点焊,4.1 电阻焊,4.2 点焊的热源,4、
4、电阻点焊,（1）点焊焊接循环：在电阻焊中是指完成一个焊点（缝）所包括的全部程序。目前应用最广的点焊循环，即所谓“加压焊接维持休止”的四程序段点焊或电极压力不变的单脉冲点焊。,4.3 点焊（凸焊）焊接循环,1）预压阶段电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工件间有适当压力。 2）焊接时间焊接电流通过工件，产热形成熔核。 3）维持时间切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度。 4）休止时间电极开始提起到电极再次开始下降，开始下一个焊接循环。,（2）焊接循环各阶段作用：,为了改善焊接接头的性能，有时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循环： 1）加大预压力以消除厚工件之间的间隙，使之
5、紧密贴合。 2）用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合、防止飞溅；凸焊时这样做可以使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保证各点加热的一致。 3）加大锻压力以压实熔核，防止产生裂纹或缩孔。 4）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，或在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。,点焊的焊接过程,4.4 点焊焊接工艺参数,焊接电流 I,焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流，一般在数万安培（A）以内 。焊接电流过小则使热源强度不足而不能形成熔核 或熔核尺寸甚小，因此焊点拉剪载荷较低且很不稳定。电流过大使加热 过于强烈，引起金属过热、喷溅、压痕过深等缺陷，接头性能反而降低。,
6、焊接时间 t,自焊接电流接通到停止的持续时间，称焊接通电时间，简称焊接时间。,电极压力 Fw,电极压力过大会造成熔核尺寸下降，严重时会出现未焊透缺陷。电极压力过小会出现喷溅 。电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能影响因R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。,气压值,端面直径 D,电极头端面尺寸D或R 电极头是指点焊时与焊件表面相接触时的电极端头部分。其中D为锥台形电极头端面直径，R为球面形电极头球面半径，h为端面与水冷端距离 。电极头端面尺寸增大时，由于接
7、触面积增大、电流密度减小、散热效果增强，均使焊接区加热程度减弱，因而熔核尺寸减小，使焊点强度降低 。,（1）电极帽形状及材料性能也对焊点强度有一定影响：由于电极帽的接触面积决定着电流密度，电极帽材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极帽的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极帽端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。,4.5 非焊接工艺参数对焊点强度影响,（2）工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此
8、彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。,1、焊接电流和焊接时间的适当配合（软规范与硬规范） 这种配合是以反映焊接区加热速度快慢为主要特征。 当采用大焊接电流、短焊接时间参数时，称硬规范；而采用小焊接电流、适当长焊接时间参数时，称软规范。 （低碳钢一般采用硬规范 ）,2、焊接电流和电极压力的适当配合，这种配合是以焊接过程中不产生喷溅为主要原则 。,4.6 焊接参数间相互关系及选择,RWMA 推荐点焊规范,4.7 低碳钢板的点焊参数参考,4.8 点焊的最小间距推荐值（mm),规定点距最小值主要是考虑分流影响，采用硬规范和大的电极压力时，点距可以适当减小。当采用热膨胀监控、能够顺序改变各点电
9、流的控制器以及其他能有效地补偿分流影响的其他装置时，点距可以不受限制。,4.9 单个焊点的抗拉强度,单个焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的面积，为了保证接头强度，除熔核直径外，焊透率和压痕深度也应符合要求，焊透率的表达式为：=h/-c100% 两板上的焊透率只允许介于20-80%之间。镁合金的最大焊透率只允许至60%。而钛合金则允许至90%。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15%，如果两工件厚度比大于2:1，或在不易接近的部位施焊，以及在工件一侧使用平头电极时，压痕深度可增大到20-25%。,点焊机结构由三大部分组成：电源及控制
10、装置（阻焊控制器）能量转换装置 （焊接变压器）焊接执行机构 （点焊钳或点焊枪）,4.10 点焊机结构,悬挂点焊机,4.11 认识点焊设备,悬挂焊钳,电极帽/杆,固定点焊机,多点焊机,精密脉冲点焊机,自动点焊机,点焊机器人,机器人模拟焊接,机 器 人 主 线 焊 接,机 器 人 主 线 焊 接,5.1 凸焊的工艺特点,凸焊是点焊的一种变形，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接。由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因而凸焊时工件的厚度比可以超过6:1。凸焊时，电极必须随着凸点的被压馈而迅速下降，否则会因失压而产生飞溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。,5、电阻凸焊,多点凸焊时，如果焊接
11、条件不适当，会引起凸点移位现象，并导致接头强度降低。实验证明，移位是由电流通过时的电磁力引起的。,在实际焊接时，由于凸点高度不一致，上下电极平行度差，一点固定一点移动要比两点同时移动的情况多。为了防止凸点移位，除在保证正常熔核的条件下，选用较大的电极压力，较小的焊接电流外，还应尽可能地提高加压系统的随动性。提高随动性的方法主要是减小加压系统可动部分的质量，以及在导向部分采用滚动摩擦。多点凸焊时，为克服各凸点间的压力不均衡，可以采用附加预热脉冲或采用可转动的电极头的办法。,凸焊的主要工艺参数是：电极压力、焊接时间和焊接电流。,5.2 凸焊的工艺参数,1、电极压力凸焊的电极压力取决于被焊金属的性能
12、，凸点的尺寸和一次焊成的凸点数量等。电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全压馈，并使两工件紧密贴合。电极压力过大会过早地压馈凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度。压力过小又会引起严重飞溅。 2、焊接时间对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。在凸焊低碳钢和低合金钢时，与电极压力和焊接电流相比，焊接时间是次要的。在确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间，以获得满意的焊点。如想缩短焊接时间，就要相应增大焊接电流，但过份增大焊接电流可能引起金属过热和飞溅，通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。,3、焊接电流凸焊的每一焊点所需电流比点焊同样一个焊
13、点时小。但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸点溶化，推荐的电流应该是在采用合适的电极压力下不至于挤出过多金属的最大电流。对于一定凸点尺寸，挤出的金属量随电流的增加而增加。采用递增的调幅电流可以减小挤出金属。和点焊一样，被焊金属的性能和厚度仍然是选择焊接电流的主要依据。,5.3 凸焊的工艺参数参考（日本经验值）,5.3 凸焊的工艺参数参考（车身厂工艺试验值）,螺柱焊是将金属螺柱或者类似的其他紧固件焊机于工件上的方法，是一种焊接紧固件的快速的方法，通常是将一根螺柱或者其他紧固件焊到屏幕。分为电弧螺柱焊（储能螺柱焊接）和电容放电螺柱焊（拉弧螺柱焊接：包括预接触式、预留间隙式和拉弧式）。,5.1 螺柱焊
14、,5、螺柱焊,5.2 螺柱/螺钉举例,5.2 螺柱焊机,德国KOCO拉弧式螺柱焊机,德国KOCO螺柱焊枪,6.1 基本概念,6、二氧化碳保护焊,二氧化碳气体保护焊是一种熔化极气体保护电弧焊接法；它利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属，由CO2气体作为保护气体，并采用光焊丝作为填充金属。,二氧化碳气体保护焊示意图,6.2 二氧化碳保护焊参数,焊丝直径,焊接电流,电弧电压,焊接速度,焊丝伸出长度,气体流量,焊丝直径,焊丝直径主要以焊件厚度，焊接位置和生产率的要求为依据进行选择。,0.8mm,1.0mm,焊接电流,电流是二保焊最重要的参数，一般根据焊件厚度，接头型式、焊丝直径等来选择。当焊接电流增大
15、时熔深相应增大，熔宽也略有增加。当焊丝直径一定时，随着电流增加，焊丝熔化速度相应提高。,现生产一般须控制在60240A,电弧电压,电弧电压是指导电嘴端部到焊件之间的电压，应区别于焊机上显示的电压。它是根据焊接电流、焊丝直径等参数来选择。焊丝直径一定时，随着焊接电流增大，电弧电压也要相应提高。焊接电流一定时，随着焊丝直径增大，电弧电压要相应降低。,最佳：约3V,气体流量,根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径来选择，同时还要考虑作业环境。气体流量的大小直接影响气体保护的效果。,1020L/min,焊接速度,焊接速度是横梁生产率的主要标志，一般根据焊接电流、电弧电压和焊缝界面尺寸等参数来选
16、择。但焊接速度不能过快，否则会引发气体保护效果差，焊缝塑性韧性差等问题。,现生产一般须控制在5001500 mm/min,焊丝伸出长度,焊丝伸出长度是指焊丝从导电嘴出口到其末端的距离。它对焊接过程稳定性和焊缝质量有影响。一般认为焊丝伸出长度约为焊丝直径的10倍较为合适。,L：伸出长度,0.8mm 1.0mm：810 mm,6.2 二氧化碳保护焊规范参考,6.3 二氧化碳保护焊常见缺陷分析,7、钎焊,钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法，属于这类焊接方法的有硬钎焊与软钎焊等.,激光焊接是本世纪汽车工业上应用的新技术。激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/宽度比高。例如焊缝宽1毫米，深为5毫米，因此焊接极为牢固，表面焊缝宽度很小，连接间隙实际为零，焊接质量比传统方法高。所以在一些用激光焊接的汽车顶壳是不用装饰条遮蔽焊接线的，例如上海大众的帕萨特和Polo。在汽车制造中，激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所取替。用激光焊接技术，既提高了工件表面的美观，又降低了板材使用量，由于零件焊接部位几乎没有变形，不需要焊后热处理，大大提高了车身的刚度和强度。,
