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汽车车身焊接工艺技术汽车焊接工艺（一）、车身装焊工艺1、焊接工艺特点：1.1、常用的焊接方法车身制造中常用的焊接方法及典型应用实例焊接方法典型应用实例电阻焊点焊单点焊悬挂式点焊机车身总成、侧围焊接总成固定式点焊机纵梁、凸焊螺母等多点焊压床式多点焊机车门C形多点焊机车体焊接总成缝焊悬挂式缝焊机车身顶盖流水槽固定式缝焊机油箱总成凸焊凸焊螺母、小支架电弧焊CO2气体保护焊车架焊接总成、车体焊接总成氩弧焊白车顶盖前两侧接缝手工电弧焊厚料零部件气焊氧—乙炔焊车身总成补焊特种焊微弧等离子焊车身顶盖后角板激光焊地板1.2、特点（1）、电阻焊最多，占整个焊接工作量的60%以上，有的车身几乎全部采用电阻焊，长安大约80%以上；（2）、必须使用多点定位、压紧的装焊夹具；(3）、车身焊接是由若干个小总成组焊成较大的总成，再由较大的总成组焊成大总成，最后各大总成组焊成车身总成；长安汽车产品后碰撞横梁总成焊接流程图(4）、车身装焊方式与生产率密切相关小批量生产：手工装焊方式，装焊夹具少，装焊工作在一个或少数几个工位完成；大批量生产：装焊工作是在具有定位迅速准确的装焊夹具和完善的质量控制手段的自动化生产线上完成的，有的自动线上还大量使用了焊接机器人，以适应快的生产节奏和保证稳定的焊接质量。2、电阻焊2.1、电阻焊及其特点2.1.1、电阻焊概念（又称接触焊）将置于两电极之间的工件加压，并在焊接处通以电流，利用电流通过工件本身的电阻产生的热量来加热而形成局部熔化，断电冷却时，在压力继续作用下而形成牢固接头，这种工艺过程称为电阻焊。2.1.2、电阻焊特点（1）、利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热，即热量不是来源于工件之外，而是内部热源。两电极间的次级电压仅几伏，通过的电流达到上万安培。（2）、整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力。（3）、在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。2.1.3、电阻焊的分类按接头形式可分：搭接电阻焊对接电阻焊搭接电阻焊又分：点焊、缝焊、凸焊。(1)、点焊的分类A、按供电方向分：不同形式的双面点焊图单面点焊双面点焊B、按同时完成的焊点数分：单点、双点、多点焊。长安公司普遍使用的电阻焊形式：双面单点焊，少数多点焊。单面点焊（2）、缝焊的分类类似于连续点焊；是以旋转的滚盘状电极代替点焊的柱状电极。所以缝焊实质是由许多彼此互相重叠的焊点组成。连续缝焊、断续缝焊和步进式缝焊等。适应范围：要求气密性的焊缝，例如汽车油箱。（3）、凸焊凸焊是点焊的一种变型，它是利用零件原有的能使电流集中的型面、倒角或预制的凸点来作为焊接部位的。凸焊主要用于将较小的零件凸焊（如螺母、垫圈等）焊到较大的零件上。对接电阻焊分类：（又称对焊）对焊是电阻焊的另一大类，它是把焊件整个接触面焊接在一起，接头均为对接接头。对焊分为：电阻对焊和闪光对焊。2.1.4、电阻焊的优缺点电阻焊与其它焊接方法比较有一些显著优缺点：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，不放出有害气体和强光；（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，投资大；（2）、需要电力网供电功率大，一般电阻焊机的功率为几十甚至几百千伏安；（3）、焊件的尺寸、形状和厚度受到设备的限制，厚度一般在2毫米以下；长安公司焊件厚度一般为0.8mm～1.2mm；3、点焊3.1、点焊的热源及焊点形成热量为：W=I2wRtw式中：Iw—通过焊接区的平均电流值（安）；R—两电极间总电阻的平均值（欧）；tw—通过焊接电流的时间（秒）；3.2、点焊时的电阻点焊时的总电阻：R=2Rjb+2Rb+RC式中：Rjb—电极与焊件间的接触电阻（欧）；Rb—焊件内部电阻（欧）；RC—焊件与焊件间的接触电阻（欧）；通常焊接电流Iw与通电时间tw都是选定的，总电阻由接触电阻和焊件电阻组成，这两部分电阻在焊接过程中起着不同的作用。（1）接触电阻接触电阻的形成：任何零件表面都不是绝对光滑，从微观来看都是凹凸不平的。既使两焊件在压力作用下互相压紧时，也不可能沿整个平面相接触，而只在个别凸点上接触，放大来看如右图所示，当电流从这些凸点通过时，由于导电面积突然减少，造成电流线弯曲与收缩，使带电粒子运动时的碰撞和阻尼增强，从而形成了接触电阻。影响接触电阻大小的因素：电极压力表面状态加热温度电极压力的影响：焊件间的接触状态：电极压力增大，电极间金属的弹性与塑性变形愈大,焊件表面的凸出点被压溃，氧化膜也被破坏，使接触点的数量和面积都随之增加，因此接触电阻就减小。如图所示：RF焊件表面状态的影响：焊件表面存在氧化物和污物时，尤其是导电性很低的氧化物时，会严重阻碍电流的通过，因而接触电阻显著增加。加热温度的影响：焊接加热过程中，随着焊件温度的逐渐升高，接触点金属的压溃强度逐渐下降，接触点的面积和数目必然增加，接触电阻随之下降。接触电阻的作用：在焊接开始瞬间对热量的产生有一定影响，在形成焊点的总热量中，所占比重不大，（不超过10%）。焊件与电极间的接触电阻Rjb对焊接是不利的。Rjb大，容易使焊件和电极间过热而降低电极寿命，甚至使电极和焊件接触面烧坏。因此焊件和电极表面在焊前必须仔细清理，尽可能减少它们之间的接触电阻。此外，电极必须具有良好的冷却条件，使此处热量能迅速导散。（2）：焊件的内部电阻焊件的内部电阻是形成焊点的主要热源。焊件电阻Rb=ρτδ/s(Ω)式中δ焊件厚度（mm)s电极与焊件的接触面积（mm2）ρτ温度为T度时，焊件金属电阻系数（Ω·mm)影响焊件内部电阻的因素:电极压力增大，焊件间接触面加大，Rb会减小。温度增高时，材料压溃强度下降，使同一压力下接触点数目与面积增加，电流线分布均匀，故Rb会降低。但温度增同的同时，焊接区金属的电阻率ρ也增加，使Rb会略有增加。3.3、点焊时的加热点焊焊接区的温度场是由加热与散热这两个过程共同作用的结果。其热平衡方程式如下：Q=Q1+Q2式中：TºQ—电流产生的总热量Q1—形成熔核的热量Q2—损失的热量有效热量Q1与焊接时间无关，而损失热量Q2t随加热时间的增长而增加。因此，焊接时间越长，完成焊接所需的总热量也越多。焊接所需的平均热功率q，即单位时间内所产生的热量为：q=平均功率越大，加热越快，焊接时间就短。因此可以得出结论如下采用大功率焊机，焊接时间可以缩短，生产效率可以提高，这就是强规范或硬规范焊接。采用小功率焊机，则因焊接电流小，必须延长焊接时间，这就是所谓弱范，也叫软规范；如果焊机功率太小，尽管延长通电时间，也只能徒然增加损失热量，无法建立必须的温度场，不能进行焊接。因此，焊接一定厚度的焊件，焊机的功率必须足够大。长安固定式点焊机一般功率为:100-200KVA，悬挂式点焊机一般为：160KVA。3.4、点焊过程点焊循环:一个焊点形成的过程。反映点焊循环中电极压力和焊接电流关系的图叫点焊循环图。点焊循环由四个基本阶段组成：预压阶段F、I焊接阶段锻压阶段休止阶段t3.5、点焊工艺（1）、焊点的一般要求焊点直径d的确定：d=（5～6）（mm)式中：δ—被焊件的厚度（mm)例如：点焊0.8～1mm厚度的钢板时，焊点直径可取4～6mm（2）、点焊规范参数及对焊接质量的影响点焊主要规范参数:焊接电流Iw焊接压力Fw通电时间tw电极端面几何形状与尺寸等;焊接过程各参数间不是孤立的变化,常常一个参数变化会引起另一个参数的变化,而几个参数按一定要求组合会得到不同加热效果。一般来说：焊接电流增大，发热量增加，熔核增大；焊接电流过大，产生飞溅；焊接压力增大，接触面积增大，电阻和电流密度减小，发热量减小，散热增强，总热量减少，焊接熔核尺寸减小；通电时间增加，发热量增加，熔核增大；通电时间过长，产生飞溅；电极端面尺寸增大，接触面积增大，电流密度减小，发热量减小，散热增强，总热量减少，焊接熔核尺寸减小；通常焊核直径d与电极工作表面直径ddj有如下关系：d=（0.9～1.4)ddj（3）、焊接规范选择应遵循的基本原则:A、材料的物理性能导电、导热性好的材料，选用焊接电流大、通电时间短的硬规范；易淬火材料，则选用软规范；B、焊接过程中不应产生飞溅；C、产品结构与质量要求大型薄壁结构焊接时，应采用硬规范，减少变形；刚性较大装配不良的结构，则采用软规范；例如：1+1mm厚度钢板点焊其硬规范如下：电极压力：2.25（KN）焊接时间：8（周=0.16秒）焊接电流：8.8（KA）熔核直径：5.8（mm）当一个工件中个别焊点出现1+1+1mm三层钢板点焊，大多数焊点为1+1mm两层点焊时如何处理？一种方法是增加一把焊钳，专门另调规范参数点三层焊；若场地不允许挂焊钳，可采用另一种方法：用点两层焊的焊钳，在三层焊点处每个焊点分别重复焊两次，长安叫加重焊，可达到焊牢目的。（4）、车身装配点焊的质量控制A、焊件表面清理焊件表面质量对焊接电流影响很大；油污、锈蚀、污物等减小焊接电流。B、控制零件装配间隙装配间隙过大会产生飞溅。装配间隙要求(0.1～0.2)mm，一般不应大于（0.5～0.8)mm;C、点焊分流与焊点间距点焊时，不经过焊接区，未参加形成焊点的那一部分电流叫分流。分流对焊接质量的影响：造成未焊透，焊核形状畸变等缺陷；相邻两焊点的中心距称为焊点间距，焊点间距越小，分流越大；一般低炭钢厚度为1mm时，点焊间距为（30～50）mm，此时分流达25%～40%。焊点布置：二层低炭钢点焊时的点距一个焊件的厚度mm12346最小点距mm1525304060一般情况下，点距不能小于焊点直径的3倍。焊点中心到板边的最小尺寸：一个焊件的厚度mm12346到板边最小距离mm812182530三层低炭钢点焊时的点距一个焊件的厚度mm12346最小点距mm2030405080（5）、焊点质量强度要求单点最小拉剪载荷（Fτ/N）与熔核直径要求材料10钢熔核直径板厚（mm)20钢（mm）0.38002.5+10.514503.0+10.831003.5+11.040004.0+11.580006.0+12.0110007.0+1.52.5150008.0+1.53.0190009.0+1.5焊点压痕深度要求：不超过板厚20%焊点强度检验方法:分为破坏性检验和无损检验两大类。破坏性检验：A:撕破或斜楔检验用简单工具在现场对点焊工艺试片进行剥离、斜楔等，可获得焊点直径、强度等大致印象，但不能得到较准确的性能数值。工厂常用斜楔方法检验焊点强度，若确认合格，可将楔开的工件敲回再用，不合格，应重焊。B：低倍检验工艺试片作低倍磨片腐蚀后，用10～20倍放大镜观察，可获得有关熔核直径、焊透率等准确数值。C：金相检验通过焊点金相组织变化情况，有无过烧，晶粒粗大等，改进工艺获得最佳点焊接头。D：机械性能试验点焊常用方法有：拉剪试验、拉伸试验、疲劳试验等。剥离法斜楔法无损检验：目视检验、X光检验、超声波检验、涡流检验和磁粉检验等。点焊质量问题表名称质量问题产生的可能原因改进措施熔核未焊透或电流小，通电时间短，调整规范尺寸熔核尺寸小电极压力过大缺陷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，通电时间过调整规范长，电极压力不足电极冷却条件差加强冷却，改换导热好的电极材料外部焊点压痕过深电极接触面过小修整电极缺陷及表面过热电流过大，通电时间过调整规范长，电极压力过大电极冷却条件差加强冷却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脱开焊件刚性大而又装配不良调整板件间隙，注意装配，调整规范裂纹，缩松焊接时间过长，电极压力调整规范缩孔不足，锻压力加得不及时熔核及近缝区淬硬选择合适的焊接循环内部大量喷溅清理表面，增大电极压力缺陷板间有金属电流过大，电极压力不足调整规范溢出（内部喷板间有异物或贴合不紧清理表面，提高压力溅）边距过小改进接头设计气孔表面有异物（镀层、锈等）清理表面(6)、作业指导书点焊操作示意图：纵梁底部焊接纵梁侧面焊接侧围铜板焊侧围窗框焊接车门增焊前风窗焊接作业指导书格式：如上图所示包含内容：编号，工位号，夹具名称，夹具代号，产品代号