车身焊接知识简介

车身焊接知识简介课程目的：了解焊接知识在实践中的应用课程时间：2.0小时主讲人：李占营前言焊接，是指通过适当的手段，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。随着近代科学技术的发展，焊接已发展为一门独立的科学，广泛应用于国民经济的各个领域，并渗透到家庭生活日用品中。据统计我国年产焊接件用钢量占钢材总产量的25%28%，而世界发达国家的焊接耗钢量已占钢材总产量的45%左右，可见焊接技术应用的前景是很广阔的。主要内容电阻焊基础知识1.气体保护焊基础知识2.3.螺柱焊基础知识4.焊接种类简介课程回顾5.焊接种类简介一焊接方法种类繁多，有40种以上，一般根据焊接过程中金属所处的状态，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类：1.1熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法，主要包括电弧焊、气焊、电渣焊、铝热焊、电子束焊、激光焊等。1.2压焊是在加压条件下，使两工件在固态（塑性状态）下实现原子间结合，又称固态焊接，主要包括：电阻焊、冷焊、摩擦焊、超声波焊焊接种类简介一爆炸焊、扩散焊、锻焊等。1.3钎焊母材不熔化，利用比母材熔化温度低的钎料做连接的媒介物，在钎料熔点和母材熔点之间加热而实现零件连接的焊接方法称为钎焊，主要包括火焰钎焊、浸泽钎焊、电阻钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、激光钎焊等。电阻焊定义：电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊基本知识介绍二常见电阻焊方法主要有以下四种：点焊凸焊缝焊对焊1234Q=I·R·t22.1.1点焊的定义：点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。点焊总厚度≤5mm电阻焊基本知识介绍二2.1.2点焊的工艺过程：保证工件接触良好。使焊接处形成熔核及塑性环使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成焊点。加压通电断电保压电阻焊基本知识介绍二2.1.3影响点焊质量的因素：⑴焊接电流⑵焊接电阻⑷电极压力⑸电极形状⑶焊接时间电阻焊基本知识介绍二⑴焊接电流：一般采用低电压，大电流。①电流过小时，产生热量不足，不能形成熔核或熔核尺寸过小，导致焊点强度不能满足要求。②电流过大时，使加热过于强烈，引起金属过热、喷溅、压痕过深等缺陷，导致焊点强度下降电流大小与设定、电缆损耗、分流等有关系。电阻焊基本知识介绍二⑵焊接电阻：①电阻由3部分组成：R=Rc+2Rew+2RwRc：焊件间接触电阻；2Rew：电极与焊件间接触电阻；2Rw：焊件本身的内部电阻。电阻大电阻少电阻少电阻焊基本知识介绍二②接触电阻：Rc+2Rew接触电阻的析热量约占内部热源Q的5-10%，对扩大接触面积，促进电流场分布的均匀化是有重要作用的。但过大的接触电阻有可能造成通电不正常或产生喷溅、粘损等缺陷。实践证明，对焊件进行认真的表面清理是非常必要的！电阻焊基本知识介绍二③焊件本身的电阻：2Rw。内部电阻的析热量约占内部热源Q的90~95%是形成溶核的热量基础。注：只有10%-30%热量用于形成熔核，其余大部分热量均通过电极头、焊件、空气等途径损失掉！电阻焊基本知识介绍二⑶焊接时间：焊接时间主要指电流接通时间。单位周波cyc①时间太短，产生热量不足，不能形成熔核或熔核尺寸过小，导致焊点强度不能满足要求。②时间过长，使加热过于强烈，引起金属过热、压痕过深等缺陷，导致焊点强度下降。电阻焊基本知识介绍二⑷电极压力：电极施加在焊件上的压力。单位牛顿N或者KN。①压力过小时，焊接贴合不够紧密，实际接触面小，电流密度过大，使产品产生严重飞溅。②压力过大时，将使焊接区接触面积增大，总电阻和电流密度均减小，焊接区散热增加，因此熔核尺寸下降，严重时会出现未焊透缺陷。电阻焊基本知识介绍二⑸电极头端面尺寸：与焊件表面接触的电极端头尺寸。D为端面直径，h为水冷端距离。D增大时，电流密度减小、散热效果增强，焊接区加热程度减弱，因而熔核尺寸减小，焊点强度降低。当电极端面尺寸大于15%D或h3mm时，需要更换电极！电阻焊基本知识介绍二2.1.4低碳钢点焊规范：板厚(mm)电极端面直径(D/mm)最佳规范中等规范电流(KA)时间(cyc)压力(KN)电流(KA)时间(cyc)压力(KN)0.64.86.661.55.5111.00.84.87.871.66.5131.251.06.48.582.07.2171.51.26.49.810247.7191.751.56.410133.69.1252.42.08.011174.710.3303.03.29.512.4278.211.9505.0电阻焊基本知识介绍二2.1.5推荐点焊接头尺寸及点距：板厚（mm）溶核直径（d/mm）最小搭边量（b/mm）工艺点距（e/mm）0.83.5+110101.04.0+112101.25.0+113121.56.0+114122.07.0+1.516152.58.0+1.518163.09.0+1.52018电阻焊基本知识介绍二2.1.6点焊时的注意事项：⑴焊点距的选取连续点时，点距越小，板材越厚分流越大。应在保证强度的前题下尽量加大焊点间距电阻焊基本知识介绍二⑵焊件表面状态表面经认真清理的板材与表面有锈皮、氧化物的板材相比，点焊时不易产生喷溅。⑶零件设计的开敞性当电极与工件的非焊接区相接触时会引起很大的分流，而且易烧坏工件，所以不焊接的地方尽量不要接触。电阻焊基本知识介绍二2.2.1凸焊的定义：在焊接位置预设一个或多个凸焊点，在接缝处凸点引起电流集中，从而实现两个零件的连接称为凸焊，是点焊的一种变形。(a)(b)(c)(d)图2-52典型凸焊结构(a)球形凸台；(b)长条形凸台；(c)环行凸台；(d)交叉丝接头电阻焊基本知识介绍二2.2.2凸焊的工艺过程：凸焊接头的形成过程与点焊相近，可划分为预压、凸点压溃与成核三个阶段。凸点有一定变形。凸点在压力和电流作用下被压平。使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成焊点。预压凸点压溃成核电阻焊基本知识介绍二2.2.3凸焊的特点：与电焊相比，凸焊具有一下优点：⑴接触面积小，不易分流，电流集中。⑵能可靠地形成较小焊核。⑶工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小。⑷凸焊可以多点同时焊接，故能大大提高生产效率。电阻焊基本知识介绍二2.2.4凸焊主要参数：⑴焊接电流⑵电极压力⑶焊接时间电阻焊基本知识介绍二注：单点凸焊所需电流比点焊小，多点凸焊，电流约为单点凸焊电流与凸点数的乘积。⑴焊接电流：在合适的电极压力下，不致于挤出过多金属的最大电流。电阻焊基本知识介绍二注：1、电极压力要在整个焊接过程中保持不变，要保证在凸点达到焊接温度时将凸点完全压溃并使两工件紧密结合。2、电极压力过大会使凸点压溃过早，失去凸焊作用；过小又会引起严重的焊接飞溅。⑵电极压力：电极压力取决于被焊金属的性能、凸点尺寸和一次焊成的凸点数量等。电阻焊基本知识介绍二⑶通电时间：焊接时间是较次要的因素，确定电极压力和焊接电流后再调节。注：由于凸焊的过程比电焊要复杂些，所以通常凸焊的焊接时间比点焊长。电阻焊基本知识介绍二2.3缝焊：将焊件装配成搭接或斜对接头并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法，称为缝焊。汽车上主要应用于有密封要求的部位，如顶盖与侧围搭接部位。电阻焊基本知识介绍二2.4对焊：把两块要连接的焊件对接，使工件互相压紧。当通过一定大的电流时，接触处就产生大量的电阻热，把接触处的金属加热到稍低于它的熔化温度（高塑性状态）。这时在顶锻压力的挤压下，使焊件焊接在一起的焊接，称为对焊电阻焊基本知识介绍二气体保护焊的定义：利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊,气体保护焊的分类如下：气体保护焊基本知识介绍三3.1非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（TIG）3.2熔化极气体保护焊：3.2.1情性气体保护焊(MIG）3.2.2氧化性混合气体保护焊（MAG)3.1.1TIG焊的定义：TIG焊（TungstenInertGasWeiding），即非熔化极惰性气体保护焊，它是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法。注：填充材料的氩弧焊是TIG焊的一种。气体保护焊基本知识介绍三3.1.2TIG焊的工艺参数：⑴电流：TIG焊的热源为直流电弧，电流可达300A，工件作为正极，钨极作为负极；⑵电压：工作电压为10～15伏；⑶气体流量：一般采用氩气，气体耗量每分钟约8～10升。气体保护焊基本知识介绍三3.1.3TIG焊的优点：•可成功地焊接易氧化，氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金，可用于几乎所有金属和合金的焊接；•钨极电弧稳定，焊接电流可小到10A以下，特别适用于薄板，超薄板材料焊接；•由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观；气体保护焊基本知识介绍三3.1.4TIG焊的缺点：•熔深浅，生产率较低；•钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，渣成污染（夹钨）；•隋性气体（氩气、氦气）较贵，生产成本较高；•钨极氩弧焊所焊接的板材厚度范围小，从生产率考虑3mm以下为宜。气体保护焊基本知识介绍三3.2.1熔化极气体保护焊的定义：它是在惰性气体或活性混合气体的保护下，利用熔化电极（焊丝）与工件间产生的电弧热熔化母材的一种焊接方法。熔化极气体保护焊包括MAG焊和MIG焊两种。气体保护焊基本知识介绍三3.2.2熔化极气体保护焊的参数：电流：热源为直流电弧，工件作为负极，焊丝极作为正极；电压：工作电压为10～15伏；气体流量：气体耗量每分钟约8～10升。气体保护焊基本知识介绍三3.2.3MAG焊和MIG焊的区别：MAG的英文全拼为MetalActiveGas，即熔化极活性气体保护焊接；MIG的英文全拼为MetalInertGas，即熔化极惰性气体保护焊接，二者的区别在于使用的保护气体不同，而气体工艺参数基本一样。气体保护焊基本知识介绍三3.2.4MAG焊和MIG焊的用途：由于二者的保护气体不同，所以应用场合也不同：MAG焊的用途：适用于大部分主要金属的焊接，包括碳钢、合金钢等材料。MIG焊的用途：适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金等金属材料的焊接。气体保护焊基本知识介绍三螺柱焊是用螺柱焊机直接将螺柱瞬间焊接在母材（钢板）上的焊接方法。就像直接将螺柱“栽（种）”在母材上，所以有些工厂将“螺柱焊”称为“种焊”。螺柱焊基础知识简介四4.1螺柱焊的分类：螺柱焊根据焊接电源不同分为一下两种：4.1.1拉弧式螺柱焊：它的起弧是依靠焊枪的提升动作和先导电流来产生的；4.1.2电容储能式螺柱焊：它的起弧是依靠大电流（主电容存储）对焊接螺柱特制的焊接尖端瞬间熔化产生的。（a）（b）（c）（d）（e）螺柱焊基础知识简介四4.2拉弧螺柱焊工艺参数：4.2.1极性：焊接钢材时，螺柱接至电源负极，工件接至电源正极。4.2.2电弧电压：电弧电压由焊枪的提升高度决定，提升高度是由焊枪制造商提供的，实际上是由设计者根据理论计算与经验所决定的正确数据。一般提升高度正比于螺柱直径，在1.57.0mm变化（一般不需要调整）。螺柱焊基础知识简介四4.2.3焊接电流和时间：一般参照设备使用说明书中厂家推荐的数据通过试验来确定。同时也可按经验公式估计：电流I=80ds(A)时间Tw=(30~50)ds(ms)式中：ds为螺柱直径（mm）螺柱焊基础知识简介四课程回顾五•电阻焊基础知识•气体保护焊基础知识•螺柱焊基础知识•焊接种类简介只有理论与实践结合，学习与工作结合，才能学得更好，更有价值！