汽车制造工艺学(第二章)焊接.ppt

第二章整车企业典型制造工艺 二、 汽车焊装工艺 焊接电压 若焊接电压偏高，弧长变长、飞溅颗粒变大、焊缝宽而平、熔深和余高变小，容易产生气孔； 若焊接电压偏低，弧长变短、飞溅增加、焊缝变窄、熔深和余高变大。 CO2气体保护焊焊接质量的影响因素 什么是熔深和余高 熔深 熔宽 余高 图2-12 焊缝截面示意图 焊接速度 焊接电压和焊接电流确定后，焊接速度的选择应保证焊接所需要的热量。 式中：I--焊接电流；R--电弧及干伸长度的等效电阻 ； t--决定焊接速度的时间。 焊接电压和焊接电流越大，焊接过程所产生热量越多，焊接速度可随之增大；反之，焊接速度随之减小。 焊接速度直接影响汽车焊装生产的效率，为了提高焊装生产效率，就需要选用大功率的焊机。 CO2气体保护焊焊接质量的影响因素 混合气体保护焊（MAG焊） 混合气体保护焊指采用混合气体（80%Ar+20%CO2）保护焊缝的焊接方法。 较传统CO2气体保护焊，混合气体保护焊可进一步改善气体保护焊的焊缝质量。 混合气体保护焊与CO2气体保护焊无本质差异，只是保护气体不同而已。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊） 保护气体主要有Ar或He，保护气体不与液态金属发生冶金反应，只起隔绝空气作用，所以电弧燃烧稳定，熔滴过渡平稳、安定，无激烈飞溅。 最适于铝、铜、钛等有色金属的焊接，也可用于钢材（如不锈钢、耐热钢等）的焊接。 在汽车车身焊装工艺中主要用于车身顶盖后部两侧接缝出的焊接。 螺柱焊 螺柱焊统指将金属螺柱或其他类似紧固件焊到工件上的工艺方法。其工作原理是：焊枪里的螺柱首先接触工件，在焊接按钮闭合时，螺柱被焊枪提起，在螺柱与工件之间引燃电弧，使螺柱端面与相应的工件表面加热到熔化状态，达到适宜温度时，将螺柱挤压到熔池中去，使两者融合形成焊缝。 （a）预压 （b）引弧 （c）熔化 （d）下沉、焊接冷却 图2-13 螺柱焊焊接过程 钎焊 钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。在汽车制造业中钎焊主要用于焊接水箱和维修。 图2-14 钎焊 4. 特种焊接 等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法 具有较大的熔透力和焊接速度。形成等离子弧的气体一般用氩，保护气体可选用氦、氩氦、氩氢等。 图2-15 熔透式焊缝 图2-16 穿孔式焊缝 0.8～3mm厚的板材焊接 3～12mm厚的板材焊接 等离子弧类型 非转移型 转移型 联合型 电子束焊是一种利用电子束作为热源的焊接工艺。工作原理如下图所示。 图2-17 电子束焊原理图 能量密度高，焊缝深而窄； 焊接接头强度高、质量好； 焊件热影响区小、变形小； 可焊接普通金属、难溶金属及化学性质活泼的金属； 可用于异种金属焊接； 工艺参数可精确调整，易于实现自动化； 能焊接复杂几何形状的工件； 与普通焊接方法相比，焊接速率较高，特别是大厚件焊接。 特 点 激光焊是一种利用激光作为热源的焊接工艺。工作原理如下图所示。 图2-18 激光焊原理图 热影响区小、焊缝平整，焊接变形小、深宽比大； 适应性强、可达性好、易传输； 不受电磁干扰、不辐射对人体有害的射线。 激光焊在车身焊接工艺中应用得越来越广泛。近年来，凡有密封要求的焊缝几乎全部采用激光焊接。 激光焊焊接质量影响因素 激光功率 保护气体 透镜焦距 低于激光能量密度阈值（与材料有关），工件仅发生表面熔化，焊接以稳定热传导方式进行，焊接熔深很浅； 超过此阈值，稳定大熔深焊接能有效进行，熔深大幅提高。 处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，焊接过程不够稳定，熔深波动很大。 保护熔池,常用的保护气体有：氦、氩、氮等。 保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射。 对驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽很有效。 影响激光光斑大小，光斑大小与焦距成正比。 影响到焦深和熔深的长短，焦距大，焦深和熔深长；焦距小，焦深和熔深短，从而影响到所能焊接工件的厚度。 激光复合焊是为了充分发挥激光焊优点，克服其不足（如形成疏松与气孔；易发生焊接错位；引起应力不平衡）而提出的。 图2-19 激光－TIG复合焊 图2-20 激光－MIG复合焊 图2-21 激光－等离子弧复合焊 包边工艺是一种将零件上冲压产生的上翻边或下翻边折弯压平后，使开启件零件的内、外板连接在一起的装配工艺。车门内外板、发动机罩内外板、门框内外板的连接大多采用包边工艺。 图2-22 包边结构示意图 图2-23 包边工艺 5. 焊装生产线整体效率评价 焊装工位布局有效性评价的目的在于，将焊装工位效率的改进贯穿于焊装生