项目四 车身的焊接与切割

技术支持：现代教育技术中心汽车车身修复重庆工程职业技术学院机械工程学院张君维技术支持：现代教育技术中心主要内容主要内容：★概述★汽车车身结构★汽车钣金工艺基础★车身的焊接与切割★车身损伤分析★车身测量★车身拉伸与矫正★汽车喷涂工艺基础★汽车涂装施工★车身涂料的调配与使用★车身换件修理技术支持：现代教育技术中心汽车车身修复课程学习方法：◆认真上课听讲；◆课后看书，做好思考与练习题；◆实训课时勤动手练习拆装操作；◆查阅相关参考书，加深对知识的理解；◆本课程是考试课，平时出勤、作业占20%，中期考试20%，期末考试60%；◆第7周10月14日前半期复习，第7周10月15日半期考试。◆第12周11月22日前复习，提前申请期末考试。技术支持：现代教育技术中心汽车车身修复课程参考资料：1.《汽车车身构造与维修》，人力资源和社会保障部教材办公室组织编写，中国劳动社会保障出版社2.《汽车车身修复技术》，张立新主编，国防科技大学出版社3.《汽车车身修复技术》，焦建民主编，北京理工大学出版社4.《汽车钣金》，邹新升主编，天津科学技术出版社5.《汽车涂装技术》，韩明祖主编，天津科学技术出版社技术支持：现代教育技术中心项目四车身的焊接与切割知识目标：1．了解焊接工艺的种类；2．了解车身修复中常用的焊接方法；3．掌握氧乙炔焊、气体保护焊、电阻点焊、钎焊等焊接工艺的特点；4．掌握等离子弧切割的基本原理。技能目标：1．掌握氧乙炔焊焊接；2．熟练掌握CO2气体保护焊焊接；3．掌握电阻点焊的质量检查方法；4．了解钎焊焊接和等离子弧切割手法。技术支持：现代教育技术中心项目四车身的焊接与切割任务一车身焊接工艺概述任务二氧-乙炔焊工艺任务三CO2气体保护焊工艺任务四电阻点焊工艺任务五钎焊工艺任务六等离子弧切割技术支持：现代教育技术中心任务一车身焊接工艺概述焊接工艺分类常用焊接方法技术支持：现代教育技术中心主要内容：任务一车身焊接工艺概述一、焊接工艺的分类从大的方面焊接工艺可分为压焊、熔焊和钎焊，如图4-l所示。1．压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊(凸焊、点焊、缝焊)、摩擦焊、超声波焊等。电阻点焊是车身上应用较多的焊接方法。2．熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。(1)气焊：利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊件和焊丝而进行金属连接的一种焊接方法。(2)电弧焊：利用电弧放电时产生的热量(5000℃)熔化焊条和焊件，从而获得牢固接头的焊接过程。按照电极是否熔化分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊。图4-1焊接方法分类技术支持：现代教育技术中心3．钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。技术支持：现代教育技术中心二、常用焊接方法1．手弧焊。是以外部涂有涂料的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体的相互作用。熔渣更重要的作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。2．埋弧焊。是以连续送丝的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。埋弧焊可以采用较大的焊接电流。与手弧焊相比，其焊缝质量好，焊接速度高。因此，多用于机械化焊接。技术支持：现代教育技术中心3．钨极气体保护电弧焊。这是一种不熔化极气体保护电弧焊，是利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝。焊接过程中钨极不熔化，只起电极的作用。同时由焊炬的喷嘴送进氩气或氦气作保护。还可根据需要另外添加金属。在国际上简称为TIG—TungstenInertGasarcwelding焊。4．熔化极气体保护电弧焊。是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接。通常用的保护气体有：氩气、氦气、CO2或这些气体的混合气。技术支持：现代教育技术中心以氩气或氦气为保护气体时称为熔化极惰性气体保护电弧焊，在国际上简称为MIG-MetalInertGasarcwelding焊)；以惰性气体与氧化性气体(O2，CO2)混合气为保护气体，或以CO2或CO2+O2混合气为保护气体时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊，在国际上简称为MAG—MetalActive—Gasayewelding焊)。5．等离子弧焊。也是一种不熔化极电弧焊，是利用电极和工件之间的等离子弧实现焊接的。所用的电极通常是钨极。产生等离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中二者之混合气。同时还通过喷嘴用惰性气体保护。焊接时可以外加填充金属，也可以不加填充金属。6．点焊。使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。技术支持：现代教育技术中心任务二氧-乙炔焊工艺氧-乙炔焊构造及原理氧-乙炔焊工艺参数的选择及调整氧-乙炔焊的操作要领焊接位置氧-乙炔焊注意事项技术支持：现代教育技术中心一、氧乙炔焊构造及原理氧乙炔焊接和切割设备（如图4-2）通常由下列几部分组成：1．钢制气瓶，内部分别装有氧气、乙炔。2．各种调压器将来自气瓶的压力降低到一定的值，并保持稳定的流速。3．从各调节器、气瓶处将氧气和乙炔输送到焊枪处的软管。4．焊枪。从气瓶内流出的氧气和乙炔在焊枪体内以适当的比例混合并产生加热火焰，这种火焰能够使钢熔化。焊炬的类型主要有两种：焊炬、割炬。图4-2氧乙炔焊接和切割设备技术支持：现代教育技术中心二、氧乙炔焊工艺参数的选择、调整1．火焰的类型与调整乙炔和氧气混合后在空气中燃烧，其火焰的状态由氧气和乙炔的体积来决定，有三种形式的火焰。（1）中性焰标准的火焰称为中性焰。当乙炔和氧气的体积混合比为1﹕1时，就产生中性焰。如图5-2A所示，这种火焰有非常明亮的白色焰心，焰心被明亮的外层蓝色火焰包围。技术支持：现代教育技术中心（2）碳化焰碳化焰又可称作剩余焰或收缩焰。混合气体中乙炔量略多于氧气量时，燃烧生成的火焰就是碳化焰。从图4-3可以看出，碳化焰和中性焰的不同之处在于它由三部分组成。它的焰心和外层火焰都和中性焰相同，但在这两层火焰之间，有一层淡色的乙炔焰心包围在透明焰心的外面。乙炔焰心的长度随着气体混合物中剩余乙炔量的多少而变化。双倍剩余焰的氧、乙炔混合比约为1～1.4（体积比）。碳化焰用于焊接铝、镍和其他合金。（3）氧化焰混合气体中氧气略多于乙炔时，燃烧生成的火焰就是氧化焰。从外观上看，氧化焰（如图4-2）与中性焰相似，但它的乙炔焰心较短，而且其颜色比中性焰稍紫一点。氧化焰的外层火焰较短，而且边缘模糊。氧化焰通常会使熔化的金属氧化，所以不能用它来焊接低碳钢，但可以用它焊接黄铜和青铜。技术支持：现代教育技术中心图4-3切割的火焰类型技术支持：现代教育技术中心2．焊枪火焰的调整氧乙炔焊不能用来焊接现代汽车的车身，但可用来对非结构性板件上在原厂钎焊过的焊缝进行钎焊。可按下列步骤使用焊炬。（1）将合适的喷嘴安装到焊炬的端部。应使用钣金件适用的标准喷嘴。（2）分别将氧气和乙炔调节器调节到适当的压力值。（3）将乙炔阀旋开约半圈并点燃气体。然后继续旋开压力阀，直到黑烟消失并出现红黄色火焰。慢慢地旋开氧气阀，直到出现带有淡黄色透明焰心的蓝色火焰。进一步旋开氧气阀，直到中间的焰心变尖并轮廓分明。这类火焰称为中性焰，可用它焊接低碳钢（汽车车身除外）。如果向火焰中增加乙炔或从火焰中减少氧气，便形成碳化焰。如果向火焰中增加氧气或从火焰中减少乙炔，便形成氧化焰。3．焊嘴的选择焊嘴的大小与火焰的能率有关。单位时间内火焰所提供的热能的大小代表火焰的能率。大号的焊嘴，火焰能率高，适于厚板的焊接。表4-1给出了焊嘴与焊件厚度的关系。汽车钣金件金属板厚多在1.5mm左右，因此，2号焊嘴使用最多。表4-1焊嘴与焊件厚度的关系焊件厚度/mm0.5～1.51.5～2.52～33～55～7焊炬型号HO1-6焊嘴号码1～222～33～45技术支持：现代教育技术中心4．焊丝的选择(1)焊丝材料应选用与焊件相同的材料，汽车钣金件多为低碳钢板，选用一般铁丝即可。(2)焊丝直径与焊件厚度，坡口形式和操作方式有关。焊丝过细，焊接时焊件尚未熔化而焊丝已熔化下滴，焊接不良；焊丝过粗，则焊件熔化而焊丝尚未熔化，势必增加焊件接头区加热时间，使金属组织改变，降低了焊接质量。同样条件下，采用左焊法和右焊法，焊丝直径也不相同。焊件厚度小于15mm时，不同的焊接方法可按以下经验公式估算焊丝直径。左焊法焊丝直径=（板厚/2+1）右焊法焊丝直径=（板厚/2）对于薄板的焊接，焊丝直径与厚度相同即可。三、氧乙炔焊的操作要领气焊的操作方法有左焊法和右焊法两种。焊炬从右往左移动的焊接方法称为左焊法；焊炬从左往右移动的焊接方法称为右焊法（如图4-6所示）。图4-6左焊法与右焊法左焊法操作简单，适于薄板及低熔点材料的焊接。右焊法火焰指向焊缝，熔池保护效果好，不易生产气孔。夹渣，热量利用效率高，焊缝冷却较慢，适用于焊接较厚的或高熔点材料。对于较长的焊缝，应事先间隔焊上若干点，以保证整个焊接位置相对固定，然后采取分段或逆向焊接完成整个焊缝的焊接，图4-7所示为分段焊和逆向焊示意图。图4-7分段焊和逆向焊示意图技术支持：现代教育技术中心四、焊接位置（如图4-8所示）1．平焊平焊是指工件与工作台或车间地面平行。平焊一般较容易、较快，能够得到最好的焊接熔深。对从汽车上拆下的零部件进行焊接时，可尽量将它放在能够进行平焊的位置。2．横焊横焊是指将工件转成横向，重力会将熔池拉向底部的工件。在进行横焊时，应使焊枪向上倾斜，以抵消重力对熔池的影响。技术支持：现代教育技术中心3．立焊立焊是将工件垂直放置。重力趋于将熔池拉向连接点的下方。焊接垂直焊缝时，最好让电弧从接头的顶部开始，并平稳地向下拉。4．仰焊仰焊是将工件转到上方。仰焊最难进行。在这个位置，存在容易造成熔池过大的危险，而且一些熔融金属会落入喷嘴而引起故障。因此在进行仰焊时，一定要使用较低的电压，同时还要尽量使用短电弧和小的焊接熔池。将喷嘴顶住工件，以保证焊丝不会移出熔池。最好能够沿着焊缝均匀地拉动焊枪。图4-8焊接位置图技术支持：现代教育技术中心五、氧乙炔焊注意事项1．考虑到汽车钣金件的特性，气焊时应选用小号焊矩(如H01—6)、3号以下的焊嘴，焊丝直径为2mm左右的焊丝，采用中性火焰。2．焊缝一次完成，焊接速度要快，绝不可反复烧焊。3．焊炬的移动要平稳，焊丝则以涂抹的动作熔于焊池之中。4．部件边缘裂缝的焊接应从裂缝尾部(裂缝止端)开始起焊，焊嘴应指向焊件外面，减少部件受热，防止前焊后裂。技术支持：现代教育技术中心任务三CO2气体保护焊工艺CO2气体保护焊的原理CO2气体保护焊焊接工艺参数CO2气体保护焊的操作要领CO2气体保护焊焊接形式技术支持：现代教育技术中心任务三CO2气体保护焊工艺一、CO2气体保护焊的原理二氧化碳气体保护焊（简称CO2焊）是采用CO2气体作为保护介质。焊接时，CO2气体通过焊枪的喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧及熔池与空气隔离开来，从而避免了有害气体的侵人，保证焊接过程的稳定，以获得优质的焊缝。其工作原理如图4-9所示。图4-9CO2气体保护焊的原理技术支持：现代教育技术中心二、CO2气体保护焊焊接工艺参数1．焊丝2．焊丝直径3．焊接电流4．电弧电压5．焊接速度6．气体流量技术支持：现代教育技术中心三、CO2气体保护焊的操作要领1．基本操作技术（1）引弧二氧化碳气体保护焊一般采用直接短路接触法引弧。引弧前应调节好焊丝的伸出长度，使焊丝端头与焊件保持2～3mm的距离，选好适当的位置；起弧后要灵活掌握焊接速度，以避免焊缝起弧处出现未焊