各种焊接的方法及培训

焊接质量知识编制：审核：批准：第1页共22页目录1、前言2、焊接基本概念3、公司常用的焊接工艺方法及其质量保证4、汽车行业常用的其它焊接方法介绍第2页共22页焊接质量培训前言焊接作为轿车生产的四大关键工艺之一，其焊接水平直接关系着轿车产品的外在质量和使用性能，由于轿车独特的产品设计和白车身焊接的工艺特点，决定了轿车的车身焊接质量是一个受焊接设备、焊接材料、焊接工艺、焊接工艺参数、焊工水平、焊接质量检验水平等多种因素影响的变量。在焊接设备、焊接材料一定的情况下，焊接质量的好坏基本上是由人的因素决定的。就这一因素而言，焊接工属于特殊技艺工种，需接受良好的焊接技艺培训并得到焊接资格认可后才能上岗；焊接质检员必须熟悉焊接检验标准，才能准确判别各种焊接缺陷；焊接工艺人员只有在接受良好的焊接技术教育和培训后才能制定出合理的焊接工艺。根据公司的焊接特点，我们整理编写了《轿车焊接质量培训》，就大家共同关心的焊接技术和质量控制问题作一些交流和探讨，其宗旨是为了达到互相学习、共同提高的目的。其中不足之处，敬请指正。焊接基本概念焊接：通过适当的物理化学过程使两个或两个以上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。包括金属和非金属的焊接。焊接方法①熔化焊接：被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法。如：电弧焊（手工焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊、螺柱焊等）、电渣焊、电子束焊、激光焊等等。②压力焊接：利用摩擦、扩散和加压等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去氧化膜及其他污染物，使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现的连第3页共22页接统称为固相焊接。通常都必须加压，因此称之为压力焊接。如：电阻焊、摩擦焊。③钎焊：利用某些熔点低于被连接构件熔点的熔化金属（钎料）作连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。如火焰钎焊、熔化极惰性气体保护焊（MIG）钎焊等。公司常用的焊接工艺方法及其质量保证公司常用的焊接工艺方法：1.压力焊如：电阻焊2.熔化焊如：CO2气体保护焊（CO2纯度≥99.5%）熔化极气体保护焊一般结构件的焊接富氩混合气体保护焊（80%Ar+20%CO2）①气体保护焊重要结构件的焊接(MAG焊)非熔化极气体保护焊(TIG焊)重要结构件的焊接及修补②螺柱焊焊接螺柱等3.钎焊：氧—乙炔铜钎焊一．电阻焊1.1电阻焊概念：将被焊工件置于两电极之间加压，并在焊接处通以电流，利用电流流经工件接触面及其临近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之达到金属结合而形成牢固接头的工艺过程。第4页共22页1.2基本条件：焊接电流、电极压力电流通过工件焊接处的电阻产生的热量对工件加热1.3电阻焊的特点焊接整个过程在压力下完成1.4电阻焊的分类单面点焊点焊搭接凸焊双面点焊电阻焊缝焊电阻对接对接闪光对接预压阶段1.5电阻焊焊接循环由四个基本阶段组成焊接阶段锻压阶段休止阶段1.6电阻焊设备是指采用电阻加热的原理进行焊接操作的一种设备，它主要由以下部分组成：①焊接回路：以阻焊变压器为中心，包括二次回路和工件。②机械装置：由机架、夹持、加压及传动机构组成。③气路系统：以气缸为中心，包括气体、控制等部分④冷却系统：冷却二次回路和工件，保证焊机正常工作。⑤控制部分：按要求接通电源，并能控制焊接循环的各段时间及调整焊接电流等（上面有编第5页共22页程器接口，接入编程器后可对该焊机的预压时间、焊接时间、焊接电流、维持时间、休止时间、预热时间、冷却时间等参数进行设置）。常见的手工点焊焊钳有X型、C型及特制型等，X型、C型结构示意图如下：型焊钳示意图进水管接头电缆接头开关接线行程调节手把压缩空气接管电缆接头开关接线电缆接头进水管接头行程调节手把压缩空气接管型焊钳示意图第6页共22页注：X型焊钳主要用来焊接水平或基本处于水平位置的工件；C型焊钳主要用来焊接垂直或近似垂直位置的工件；而特制焊钳主要用来焊接有特殊位置或尺寸要求的工件。1.7电阻点焊操作注意事项：①焊接过程中，在电极与工件接触时，尽量使电极与工件接触点所在的平面保持垂直。（不垂直会使电极端面与工件的接触面积减小，通过接触面的电流密度就会增大，导致烧穿、熔核直径减小、飞溅增大等焊接缺陷。）②焊接过程中，应避免焊钳与工件接触，以免两极电极短路。③电极头表面应保证无其它粘接杂物，发现电极头磨损严重或端部出现凹坑，必须立即更换。（因为随着点焊的进行，电极端面逐渐墩粗，通过电极端面输入焊点区域的电流密度逐渐减小，熔核直径减小。当熔核直径小于标准规定的最小值，则产生弱焊或虚焊。一般每打400∽450个焊点需用平锉修磨电极帽一次，每个电极帽在修磨9∽10次后需更换。）④定期检查气路、水路系统，不允许有堵塞和泄露现象。⑤定期检查通水电缆，若发现部分导线折断，应及时更换。（尽量将主缆与分缆捆扎在一起，避免主缆受气压频繁振动折断导线，折断的导线会堵塞冷却通道而导致焊枪上的热量不能被循环水带走而烧坏焊枪。）⑥停止使用时应将冷却水排放干净。（主要指在寒冬季节，冷却水易结冰而胀坏冷却系统。）1.8电阻焊的优缺点电阻焊的优缺点（表1）第7页共22页1.9点焊质量的一般要求外观要求：要求表面压痕浅而平滑，呈均匀过渡，无明显凸肩或局部挤压的表面鼓包；外表面没有明显的环状或径向裂纹，也无熔化、烧伤或粘附的铜合金。内部要求：焊核形状规则、均匀、无超标的裂纹或缩孔等内部缺陷，以及热影响区组织和力学性能不发生明显变化等。影响接头强度的焊点尺寸主要有：焊核直径dL、焊透率A、压痕深度C，其中焊核直径dL是主要影响因素。三者之间的关系如下：A=h/（δ-C）;dL≥3.5δ1/2;C≤（15∽20%）δ，A一般在20%∽80%之间选取，40%为宜。对于低碳钢dL=（5∽6）δ1/2其中：h:单板熔核高度；δ：板厚板厚δ、熔核直径dL、焊点直径dp三者关系见下表最小板厚(δ/mm)最小熔核直径(dLmin/mm)最小焊点直径(dpmin/mm)0.52.52.90.62.73.1优点缺点优质尚缺乏可靠的无损检测方法高效设备投资大低耗对焊件结构及尺寸有要求易操作接头力学性能较对接接头低第8页共22页0.72.93.30.83.13.60.93.33.81.03.54.01.253.94.51.54.34.91.754.65.32.05.05.72.255.36.02.55.56.42.755.86.73.06.17.03.56.57.54.07.08.0低碳钢板厚（按较小板厚计算）与最小熔核直径、焊点直径关系表1.10点焊基本工艺参数：焊接电流I、焊接时间t、电极压力Fw、电极端面直径ddj一般dL=（0.8∽1.4）ddj，对于低碳钢，一般采用直锥形平面电极，电极端面直径按ddj=2δ+3选取，当电极工作表面直径因磨损而超过规定值的15∽20%时应修磨或更换。对于镀锌钢板，由于镀锌层的存在，电流密度减小，电流场分布不稳定。增大焊接电流，易促进电极工作端面Cu-Zn合金的生成，加速了电极粘损和镀锌层的破坏，同时，低熔点的镀锌层使熔核在结晶过程中产生裂纹和气孔，因此，镀锌钢板合适的点焊规范范围窄，接头强度波动大，焊接性较差，一般选择CrZrCu合金电极或镶钨复合电极。第9页共22页调整焊接工艺参数时，一般要结合以下因素综合考虑：①材料方面a材料属性：弄清是低碳钢、低合金钢还是别的什么钢；b钢板的热处理状态：对于低碳钢，弄清是冷轧钢（钢板轧制后经细晶处理）还是热轧钢（轧制后未经细晶处理而只经酸洗、平整处理）。②板厚情况③焊件的表面情况：如洁净状况、平整度、有无镀层等。④装配情况：间隙大小即板间的贴合情况⑤设计要求：如最小熔核直径要求⑥分流因素：考虑点距、焊接顺序、焊件表面状况、工件装配紧密情况等因素引起的分流。对于冷轧低碳钢，结合工况，一般只需调整以下焊接参数：预压时间、焊接时间、焊接电流、维持时间、休止时间等。对于两层或两层以上不同板厚的焊接，如δ1+δ2（两层）、δ1+δ2+δ3（三层）结构，设置焊接参数时，两层时按较小板厚考虑，三层按中间板厚考虑。当δ2mm时，宜采用硬规范；当δ≥2mm时，建议选用中等规范。如δ2+δ2.5可按以下参数设置：预压时间（30cyc）、焊接时间（12cyc）、焊接电流（10000A）、维持时间（11cyc）、休止时间（10cyc）；当δ≥3mm时，需考虑设置锻压压力及锻压时间。1.11工艺参数对焊点质量的影响（增大）飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。焊接电流（减小）虚焊、弱焊等。：过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。第10页共22页焊接时间：虚焊、弱焊等。：工作时间延长。预压时间：飞溅、过烧、烧穿、损坏电极等。：虚焊、弱焊等。电极压力：飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。：虚焊、弱焊等。电极直径：飞溅、过烧、烧穿、电极消耗加快等。（过多）：电极寿命降低。修磨次数（过少）：电极直径不合要求易产生虚焊、弱焊。1.12不同规格低碳钢软（C类）硬（A、B类）规范参考值(见表2)板厚δ/mm电极头端面直径ddj/mm低碳钢点焊规范A类规范B类规范C类规范I/At/sFW/NI/At/sFW/NI/At/sFW/N0.43.252000.08115045000.1675035000.344000.54.860000.10135050000.1890040000.404500.64.866000.12150055000.22100043000.44500第11页共22页0.84.878000.14190065000.26125050000.506001.06.488000.16225072000.34150056000.607501.26.498000.20270077000.38175061000.668501.66.4115000.26360091000.50240070000.8611501.88.0125000.28410097000.54275075000.9613002.08.0133000.344700103000.60300080001.0615002.38.0150000.405800113000.74370086001.2818003.29.5174000.548200129001.05000100001.742600表2：低碳钢电阻点焊焊接规范参数参考表1.13常见点焊焊接质量问题点焊焊接质量包括表面质量和内在质量。表面质量指的是外观质量；内在质量主要针对焊点的强度而言。外观质量问题：焊点压痕过深及表面过热，表面局部烧穿、溢出、白车身电阻点焊表面飞溅，焊点表面径向或环形裂纹，焊点表面粘损，焊点表面发黑、包覆层破坏，接头边缘压溃或开裂，焊点脱开等。内在质量问题：未焊透或熔核尺寸小，焊透率过大，裂纹、缩松、缩孔，核心偏移，内部飞溅，气孔，熔核宏观偏析，脆性接头等。1.14点焊接头焊接缺陷产生的原因及改进措施（见表3）名称质量问题产生的可能原因改进措施第12页共22页熔核尺寸缺陷未熔透或熔核尺寸小电流小，通电时间短，电极压力过大调整规范电极接触面积过大修整电极表面清理不良清理表面焊透率过大电流过大，通电时间过长，电极压力不足等。调整规范电极冷却条件差加强冷却，使用导热好的电极材料。外部缺陷焊点压痕过深及表面过热电极接触面积过小修整电极电流过大，通电时间过长，电极压力不足调整规范电极冷却条件差加强冷却表面局部烧穿、溢出、表面飞溅电极修整得太尖锐修整电极电极或焊件表面有异物清理表面电极压力不足或电极与焊件虚接触提高电极压力，调整行程焊点表面径向裂纹电极压力不足，锻压压力不足或加得不及时调整规范第13页共22页电极冷却作用差加强冷却焊点表面环形裂纹焊接时间过长调整规范焊点表面粘损电极材料选择不当调换合适电极材料电极端面倾斜修整电极焊点表面发黑，包覆层破坏电极、焊件表面清理不良清理表面电流过大，焊接时间过长，电极压力不足调整规范接头边缘压溃或开裂边距过小改进接头设计大量飞溅调整规范电极未对中调整电极同轴度焊