第9章-汽车车身装焊工艺

第九章汽车车身装焊工艺9-1装焊基础9-2车身装焊方法9-3汽车车身装焊工艺9-1装焊基础一、焊接基础1.含义：焊接是利用加热或加压或两者并用的方法，使焊件达到原子结合的一种加工方法。其实质是使两个分离金属通过原子或分子间的相互扩散与结合而形成一个不可拆卸的整体的过程，并且连接后不能再拆卸。焊缝熔合区热影响区主焊线点定自动焊钳2.过程特点：钢材材料的熔化焊一般经历几个过程：加热—熔化—冶金反应—结晶—固态相变—形成接头。经历焊接热过程、化学冶金过程、金属结晶过程和相变过程。焊接符号的表示方式63×(50)2(212)点焊23×20(135)CO2气体保护焊3.焊接方法的分类焊接的方法很多，按焊接过程的特点不同可分为：熔焊、压焊和钎焊三大类。焊接性能：物理焊接性能：金属或合金能与同种或异种金属相互结合形成良好接头的能力。工艺焊接性：实际焊接结构生产中，采用不同的结构形式和焊接方法，选取不同的工艺参数和工艺措施而获得良好接头的能力。1.结构材料的选择：车身大都采用可焊性较好的低碳钢冷轧板材。2.焊接接头的形式对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头，其次还有弯边接头、锁底接头、套管接头及斜T形接头，红色接头。二、焊接结构工艺性焊接接头形式对接接头T型接头角接接头搭接接头套管接头端接接头锁底对接接头斜对接接头卷边接头十字接头图车身零件常用的装焊形式3.焊接接头厚度设计焊接结构时，尽量使用统一的几种厚度的板料和管料，在统一结构上尽量使用同一厚度的材料，两个相连接的零件厚度差别不能太大，一般在较厚零件和薄壁零件焊接时采用过渡接头连接。4.焊缝的布置焊缝一般遵循的原则：尽量减少焊缝的数量和长度尽量使焊缝对称布置尽量减少交叉布置尽量避免将焊缝布置在结构应力集中处9-2车身装焊方法一、电阻焊电阻焊利用电流流经工件接触面及领近区域产生的电阻热将其加热到熔化获塑性状态，同时对焊接处加压完成焊接的一种方法。电阻焊的优缺点：优点：(1)焊接质量好；(2)生产率高；(3)省材料，成本低；(4)劳动条件好；(5)操作简单，容易实现机械化和自动化。缺点：(1)焊接设备费用较高，投资较大；(2)焊接电力网供电功率大；(3)焊件的尺寸、形状和厚度受到设备的限制。分类①点焊②凸焊③缝焊④对焊1.点焊点焊：两焊件被压紧于两柱形电极之间并通以强大的电流，利用电阻热将工件焊接区加热到形成应有尺寸的熔化核心为止，然后切断电源，熔核在压力作用下冷却结晶形成焊点。双面单点焊单面单点焊大直径，大接触面不形成焊点单面双点焊铜垫双面双点焊++——点焊接热的产生及影响产热的因素式中W——产生的热量（j）i——焊接电流（A）R——电极间电阻（）t——焊接时间（s）1)产热公式dttRtiWt)()(02影响产热的因素电阻焊接电流焊接时间电极压力电极形状及材料性能工件表面状况2)影响产热的因素(1)电阻的影响式（1）中的电极之间的电阻R包括工件本身的电阻Rb、电极与工件之间的电阻Rjb、两工件之间的电阻Rc。RcRjbRbR=2Rb+2Rjb+Rc硬规范软规范大电流和短时间小电流和长时间(2)焊接电流的影响焊接电流的影响比电阻和时间两者都大。在点焊过程中必须严格控制。(3)焊接时间的影响焊接电流和焊接时间在一定范围内可以互相补充。两种可供选择的焊接规范：(4)电极形状及材料性能的影响随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度降低。(5)工件表面状况的影响工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻，从而影响焊接强度。(6)电极压力的影响电极压力对两电极间总电阻R有显著的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，此时焊接电流虽略有增加，但不能影响因R减小而引起的产热的减小，因此，焊接强度总是随着电极压力的增大而降低。解决办法：是在增大电极压力的同时，适当地增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊接强度不变。电极压力过小将引起飞溅，也会使焊点的强度降低。压力时间段与电流时间段关系T3T1T2通电开始时间滞后于加压时间！目的：保证加压稳定时(接触电阻稳定时)放电。加压结束时间滞后于通电结束时间！目的：保证在压力作用下结晶。压力电流放电时间过早T1T2预压未稳定时就已先放电，由于放电时接触不稳，会将焊件烧穿。加压结束过早T3T21.放电后，锻压时间过早结束，结晶不好而强度低甚至虚焊。2.还在放电时就已减小加压不但会发生上述不良，还会造成焊件烧穿。点焊焊接循环过程a)预压时间——由电极开始下降到焊接电流开始接通的时间。这一时间是为了确保在通电之前的电极压紧工件，使工件之间有适当的压力。b)焊接时间——焊接电流通过工件并产生熔核的时间。c)维持时间——焊接电流切断以后，电极压力继续保持的时间。点焊和凸焊一样，其焊接循环有四个基本阶段组成。d）休止时间——由电极开始提起到电极再次开始下降，准备在下一个待焊点压紧工件的时间。点焊工艺参数参考表板厚（mm）电极直径（mm）焊接压力（N）通电时间（s）焊接电流（A）1.051000--20000.2—0.46000--80001.251000--25000.25—0.57000--100001.361500--35000.25-0.58000--120002.082500--50000.35—0.69000--140003.0105000--80000.6—1.0014000--180004.0116000--90000.8—1.215000--200005.0138000--100000.9—1.517000--240006.0151000--140001.2—2.0020000--260002.缝焊焊件装配成搭接或对接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。缝焊可分为：1.连续缝焊2.断续缝焊3.步进缝焊。1.连续缝焊时，滚盘连续转动，电流不断通过工件。这种方法易使工件表面过热，电极磨损严重，因而很少使用。但在高速缝焊时（4-15m/min）50Hz交流电的每半周将形成一个焊点，交流电过零时相当于休止时间，这又近似于下述的断续缝焊，因而在制缸、制桶工业中获得应用。2.断续缝焊时，滚盘连续转动，电流断续通过工件，形成的焊缝由彼此搭迭的熔核组成。由于电流断续通过，在休止时间内，滚盘和工件得以冷却，因而可以提高滚盘寿命、减小热影响区宽度和工件变形，获得较优的焊接质量。这种方法已被广泛应用于1.5mm以下的各种钢、高温合金和钛合金的缝焊。3.步进缝焊时，滚盘断续转动，电流在工件不动时通过工件，由于金属的熔化和结晶均在滚盘不动时进行，改善了散热和压固条件，因而可以更有效地提高焊接质量，延长滚盘寿命。这种方法多于铝、镁合金的缝焊。3.对焊对焊是将两工件端面始终压紧，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻压力（或不加顶锻压力只保持焊接时压力）完成焊接的方法。④对焊二、CO2气体保护焊1.气体保护焊的工作原理气体保护焊的定义：用外加气体作为电弧介质，并保护电弧和焊接区的电弧焊。如：二氧化碳气（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）。C02气体保护电弧焊：使用焊丝来代替焊条，经送丝轮通过送丝软管送到焊枪，经导电咀导电，在CO2气氛中，与母材之间产生电弧，靠电弧热量进行焊接。CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。KRⅡ200AV焊枪送丝电机电磁气阀遥控盒气管流量计工件六芯电缆正极电缆负极电缆焊接电源A配电箱+_集中供气接入点焊接方向垂直侧水平侧10~200焊接方向900侧视图正视图焊接效果溶深大熔深是手弧焊的三倍，坡口加工小。熔敷效率高手弧焊焊条熔敷效率是60%CO2焊焊丝熔敷效率是90%引弧性能好能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。焊接质量好对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。焊接范围广可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊焊接速度快单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍。与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。2.C02气保焊的特点3.CO2焊主要规范参数极性气体干伸长度焊接电压焊接速度焊接电流焊丝作用：隔离空气并作为电弧的介质。纯度：纯度要求大于99.5%，含水量小于0.05%。性质：无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍，比水轻。存储：瓶装液态，每瓶内可装入(25-30)Kg液态CO2。加热：气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。容量：每公斤液态CO2可释放509升气体，一瓶液态二氧化碳可释放15000升左右气体，约可使用10--16小时。流量：小于350A焊机：气体流量为15--20升/分大于350A焊机：气体流量为20--25升/分提纯：静置30分钟后倒置放水，正置放杂气，重复两次。CO2气体气瓶气瓶液态CO2液态CO2水水气态CO2气态CO2放水放杂气焊丝因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种.电压偏高时：弧长变长，飞溅颗粒变大，易产生气孔。焊道变宽，熔深和余高变小。电压偏低时：焊丝插向母材，飞溅增加，焊道变窄，熔深和余高大。啪嗒！啪嗒！嘭！嘭！嘭！母材母材焊接电压对焊接效果的影响小于300A时:L=(10--15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10--15)倍焊丝直径+5mm干伸长度定义：焊丝从导电咀到工件的距离.导电咀L工件举例：直径1.2mm焊丝可用电流120-350A。电流小时乘10倍的焊丝直径，电流大时乘15倍的焊丝直径。焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保证焊接过程稳定性的重要因素之一。过长时：气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差，电弧不稳，飞溅加大，熔深变浅，成形变坏。过短时：看不清电弧，喷嘴易被飞溅物堵塞，飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连。干伸长度热量电弧热量干伸长度为什麽要求严格焊接电流一定时，干伸长度的增加，会使焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，电流降低，电弧热量减少。热量=干伸长度热量+电弧热量反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才采用。极性工件焊枪直流反极性接法KRⅡ200AV+工件焊枪直流正极性接法KRⅡ200AV+CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。三、激光焊接激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。这种焊接方法通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工、不需要在真空中进行，能进行精确的能量控制，因而可以实现精密微型器件的焊接。激光焊在汽车制造中应用形式激光拼焊汽车传动零部件激光焊接汽车传动零部件激光焊接用激光可以焊接一些要求强度高、变形小，用传统方法无法焊接的特种材料的汽车零部件各种焊接特性对比焊接工艺精度变形热影响焊缝质量焊料使用条件激光焊精密小很小好无钎焊精糙一般一般一般需要整体加热电阻焊精糙大大一般无需要电极氩弧焊一般大大一般需要需要电极等离子焊较好一般一般一般需要需要电极电子束焊精密小小好无需要真空四、焊接缺陷点焊：飞溅、未融合、焊穿、裂纹、半点、马蹄点；CO2气体保护焊：夹渣、气孔、咬边、未融合（假焊）、焊瘤、飞溅、焊穿；凸焊：飞溅、未融合、焊瘤；螺柱焊：螺柱未插入熔池而悬空、过热、磁偏吹、螺柱不垂直工件。浅深半点毛刺烧穿孔裂纹序号项目标准图片检测方法1烧穿现象焊点中心无烧穿孔目视2焊接裂纹焊点及焊点周围无焊接裂纹目视3毛刺、焊渣焊点及焊点周围无毛刺、焊渣，用