第五章焊接工艺

技术支持：现代教育技术中心汽车车身构造与维修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：★汽车车身概述★汽车车身常用材料★汽车车身损坏分析、整形变形的测量与矫正★焊接工艺★汽车车身钣金修复基本知识、基本工艺★汽车涂装工艺基础、涂装施工★汽车车身涂料的调配与使用★汽车车身钣金及附件修复技术支持：现代教育技术中心主要内容：第三章汽车车身损坏分析知识目标●了解气焊和气割的原理，掌握气焊和气割操作工艺；●了解手工电弧焊的原理，掌握手工电弧焊操作工艺；●了解熔化极惰性气体保护焊的原理，掌握熔化极惰性气体保护焊操作工艺；●了解CO2气体保护焊的原理，掌握CO2气体保护焊的操作工艺；●了解电阻点焊的原理，掌握电阻点焊的操作工艺；●了解钎焊的原理，掌握钎焊的操作工艺。技能目标●了解各种焊接原理及工具使用性能；●了解各种焊接操作工艺。技术支持：现代教育技术中心主要内容：第五章焊接工艺汽车车身的连接方法有机械连接、焊接和黏接三种。焊接的优点；●水密性、气密性好●适应性好●生产效率高●工艺简单●成本低●减轻车身质量技术支持：现代教育技术中心第五章焊接工艺焊接是通过对需要连接的工件加热或加压，使其共同融化，并达到永久性接合的一种连接方法，一般分为三大类：熔焊、压力焊、钎焊。●熔焊：是将被焊金属在焊接部位加热到融化状态，并向焊接部位加入熔化状态的填充金属（焊条或焊丝），冷凝以后，两块被焊件即形成整体的焊接方法，一般分为气焊、弧焊等方法。技术支持：现代教育技术中心第五章焊接工艺●压力焊：是用电极对金属焊接部位加热使其熔化并施加压力，将其焊接在一起的方法。●钎焊：是将熔点低于母材的填充材料加热熔化滴在焊接区域，将工件焊接成一体的焊接方法，如铜焊、锡焊等。技术支持：现代教育技术中心技术支持：现代教育技术中心技术支持：现代教育技术中心第五章焊接工艺一、气焊和气割气焊与气割是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧所释放出的热量做热源进行金属材料的焊接与切割，是车身焊接修复作业中常用的方法。其优点有：●设备简单●操作方便●质量可靠●成本低●实用性强技术支持：现代教育技术中心第五章焊接工艺一、气焊和气割（一）气焊气焊是利用通过点燃乙炔和氧气的混合气产生高温，将焊条和母材金属熔化焊接在一起的方法。1.气焊设备主要包括气瓶、减压器、焊矩及橡胶管。技术支持：现代教育技术中心1）气瓶（1）氧气瓶氧气瓶是存储氧气的一种高压容器钢瓶，是由无缝高等级钢制成并经过热处理，具有耐压强度高、抗冲击力好等优点。瓶身为蓝色，并标有“氧气”字样，35℃时的满瓶压力可达15MPa。（2）乙炔瓶乙炔瓶是用来存储乙炔，瓶身为白色，上面标有“乙炔”和“火不可近”字样，瓶径较粗，是用较薄的钢板焊接而成。工作压力约为14.7MPa，使用时应避免振动、高温和10m以内的明火等。放置时瓶体应直立。技术支持：现代教育技术中心气焊设备的组成技术支持：现代教育技术中心2）减压器减压器可以将气瓶输出的高压调节为恒定的低压输出，也称为调节器。其中，氧气减压器的承受压力较高，连接部分的安装螺旋为右向；乙炔减压器承受压力较低，连接部分的安装螺旋为左旋。3）焊炬焊炬俗称焊枪，用于控制气焊时气体混合比、流量及火焰类型，是气焊的主要工具。主要由手柄、乙炔阀门、氧气阀门、喷嘴、射吸管、混合管、焊嘴、乙炔管接头和氧气管接头等组成。技术支持：现代教育技术中心焊炬的构造与类型技术支持：现代教育技术中心2.气焊火焰及其调整●气焊火焰一般由外焰、内焰及焰芯构成。●气焊火焰是由乙炔与氧气混合燃烧形成的，根据火焰形成时氧气与乙炔的混合比例，可以分为中性焰、碳化焰、氧化焰三种类型。技术支持：现代教育技术中心（4）火焰的调整在中性焰的基础上进行调节，减少氧气或增加乙炔可获碳化焰；增加氧气或减少乙炔可获得氧化焰。（1）中性焰氧气与乙炔混合比例为1~1.2时燃烧形成的火焰称为中性焰，也称标准焰（2）碳化焰氧气和乙炔的混合比例小于1时燃烧形成的火焰称为碳化焰，也称还原焰。（3）氧化焰氧气与乙炔的混合比例大于1.2时的火焰称为氧化焰。技术支持：现代教育技术中心焰心呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚。焰心温度较低，一般为800~1200℃。内焰呈蓝白色，内焰处在焰心前2~4mm部位，燃烧最激烈，温度最高，可达3000～3200℃这个区域最适合焊接。外焰处在内焰的外部，与内焰没有明显的界限，颜色从淡紫色逐渐向橙黄色变化，温度只有1200~2500℃左右。焊缝质量比较优良。中性焰技术支持：现代教育技术中心焰心较长，呈蓝白色。内焰呈淡蓝色，它的长度与碳化焰内乙炔的含量有关。外焰带有橘红色。碳化焰三层火焰之间没有明显轮廓。碳化焰的最高温度为2700~3000℃。不能用于焊接低碳钢及低合金钢，可用于焊接高碳钢、中高合金钢、铸铁、铝和铝合金等材料。碳化焰技术支持：现代教育技术中心焰心短而尖，内焰很短，几乎看不到，外焰呈蓝色，火焰挺直，燃烧时发出急剧的“嘶嘶”声。氧化焰的长度取决于氧气的压力和火焰中氧气的比例，氧气的比例越大，则整个火焰就越短，噪声也就越大。氧化焰的最高温度可达3100~3400℃左右。一般材料的焊接，绝不能采用氧化焰。但可用于焊接黄铜和锡青铜。气割时，通常使用氧化馅。氧化焰技术支持：现代教育技术中心3.气焊工艺参数的选择通常包括焊丝的牌号及直径、气焊熔剂、火焰的性质及能率、焊炬及焊丝的倾斜角度、焊接方向和焊接速度等，这些都是保证焊接质量的主要技术参数。技术支持：现代教育技术中心1）焊丝的牌号及直径（1）焊丝的牌号应根据焊件材料的力学性能或化学成分进行选择。（2）焊丝的直径选用要根据焊件的厚度来决定。技术支持：现代教育技术中心2）气焊熔剂气焊熔剂的选择要根据焊件的成分及其性质而定。一般碳素结构钢气焊时不需要气焊熔剂；而不锈钢、耐热钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金气焊时，则必须采用气焊熔剂才能保证焊接质量。技术支持：现代教育技术中心（1）火焰的性能（2）火焰的能率3）火焰的性质及能率取决于焊接母材的材质。主要是根据每小时可燃气体（乙炔）的消耗量（L／h）来确定，而气体消耗量又取决于焊嘴的大小。技术支持：现代教育技术中心焊接低碳钢和低合金钢，乙炔的消耗量可按经验公式计算，其表达式为：V＝（100~120）δ焊接紫铜时，由于紫铜的导热性和熔点高，乙炔的消耗量的经验公式计算为:V＝（150~200）δ技术支持：现代教育技术中心4）焊炬及焊丝的倾斜角度（1）焊炬的倾斜角度焊接时，焊嘴轴线的投影与焊缝重合，同时要控制好焊炬与工作台的倾角α。焊炬倾角的大小主要取决于焊件的厚度和母材的熔点以及导热性。若焊件越厚，导热性过强，熔点越高，则应采用较大的焊炬倾斜角，使火焰的热量集中；反之，则采用较小的倾斜角度。技术支持：现代教育技术中心焊炬倾角与焊件厚度的关系技术支持：现代教育技术中心（2）焊丝的倾斜角度在气焊过程中，焊丝与焊件表面之间的夹角一般为30°~40°，它与焊炬中心线的角度为90°~100°。焊炬与焊丝的位置技术支持：现代教育技术中心5）焊接方向（1）右向焊接焊炬指向焊缝，焊接过程自左向右，焊炬在焊丝右侧移动。适合焊接厚度较大、熔点及导热性较高的焊件，但其不易操作，一般很少采用。（2）左向焊接焊炬指向焊件未焊部分，焊接过程自右向左，焊炬随着焊丝移动。其焊缝易氧化，冷却较快，热量利用低，故适宜于薄板的焊接。技术支持：现代教育技术中心左向焊接与右向焊接技术支持：现代教育技术中心一般来说，厚度大、熔点高的焊件，焊接速度要小些，以免产生未熔合的缺陷；厚度小、熔点低的焊件，焊接速度要大些，以免使焊件过热和烧穿，降低产品质量。此外，焊接速度还要根据焊工的操作熟练程度、焊缝位置及其他条件来选择。在保证焊接质量的前提下，应尽量加快焊接速度，以提高生产率。（6）焊接速度技术支持：现代教育技术中心STEP1STEP2STEP3STEP4技术支持：现代教育技术中心焊炬与焊丝运走方法技术支持：现代教育技术中心5.不同空间位置的气焊操作1）平焊平焊是指焊缝朝上呈水平位置的焊接形式，是气焊中最常用的一种焊接方法。焊接开始时，焊炬与焊件的角度可大些，随着焊接过程的进行，焊炬与焊件的角度可以减小些。焊丝与焊炬的夹角应保持在90°左右，焊丝要始终浸在熔池之内，并上下运动与焊件同时熔化，使两者在液态下能均匀地混合形成焊缝。技术支持：现代教育技术中心平焊操作示意图技术支持：现代教育技术中心2）立焊在工件的竖直面上进行纵向的焊接，称为立焊。焊接火焰能率应较平焊小些，严格控制熔池温度，焊炬火焰应与焊件成60°，以借助火焰气流的压力托住熔池，避免熔池金属下淌。一般情况下，立焊操作时，焊炬不做横向摆动，仅做上下移动，使熔池有冷却的时间，便于控制熔池温度。技术支持：现代教育技术中心立焊操作示意图技术支持：现代教育技术中心3）横焊横焊是指在工件的竖直面上进行横向的焊接的方法，其可分为对接横焊及搭接横焊等类型。在进行横焊时，使用较小的火焰能率控制熔池的温度。焊炬应向上倾斜，与焊件间的夹角保持在60°~75°。利用火焰气流的压力托住熔化金属而不使其下淌。焊接薄板时，焊炬一般不做摆动，焊丝要始终浸在熔池中；焊接较厚板时，焊炬可做小环形运动。技术支持：现代教育技术中心横焊操作示意图技术支持：现代教育技术中心4）仰焊仰焊是指焊缝位于焊件的下面，需要仰视焊缝进行焊接的操作方法。仰焊时，应使用较小的火焰能率，严格控制熔池温度和面积，选择较细的焊丝。当焊接开坡口及加厚的焊件时，宜采用多层焊。第一层目的在于焊透；第二层主要在于使焊缝两侧熔合良好，形成均匀美观的焊纹。同时，多层焊是仰焊中防止熔池金属下落的有效手段。仰焊时要特别注意操作姿势，防止飞溅金属微粒和熔滴烫伤面部和身体。技术支持：现代教育技术中心仰焊操作示意图技术支持：现代教育技术中心6.气焊时的注意事项●气焊前，应按要求穿戴工作服、工作帽、手套、鞋、有色眼镜、口罩等防护用品，以防止焊接过程中造成不必要的人身伤害。●气焊过程中，若发现熔池突然变大，且没有流动的液体金属时，即表明工件被烧穿，此时应迅速提起火焰或多加焊丝。●气焊过程中，若出现熔池不清晰，有气泡、火花飞溅或熔池沸腾等现象，说明火焰性质不对，应及时将火焰调节成为相应的火焰类型，再进行焊接。技术支持：现代教育技术中心6.气焊时的注意事项●气焊过程中，若熔池内液体金属被吹出，说明气体流量过大，应立即进行调节。●气焊过程中，应保持熔池大小一致，才能焊出均匀的焊缝。●焊接过程中遇到回火时，应迅速将焊炬上的乙炔调节阀关闭，同时关闭氧气调节阀，等回火熄灭后，再打开氧气调节阀，吹除焊炬内的余焰和烟灰，并将焊炬的手柄前部放入水中冷却。技术支持：现代教育技术中心第五章焊接工艺一、气焊和气割（二）气割气割是利用金属在纯氧气流中能够剧烈燃烧，生成熔渣并放出大量热量的原理而进行的，常用于车身钢板的切断及挖补。技术支持：现代教育技术中心1.气割过程及条件气割即氧气切割，它利用割炬喷出的氧气与乙炔的混合气燃烧所产生的火焰，将工件待切割处预热到燃点后，从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，同时被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的割缝，将工件割开气割包括：预热，燃烧，吹渣三个过程。技术支持：现代教育技术中心气割过程示意技术支持：现代教育技术中心（1）金属材料的燃点必须低于其熔点，只有这样才能保证金属气割过程是燃烧过程，而不是熔化过程。（2）燃烧生成的金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。（4）金属本身的导热性要低，只有这样才能保证金属燃烧所产生的热量能够使下层金属充分预热而达到足够高的温度（燃点），使切割过程能继续进行。（3）金属氧化物的流动性要好。技术支持：现代教育技术中心2.气割的设备割炬的结构气割要用割炬（又称割枪）技术支持：现代教育技术中心3.气割工艺参数的选择气割工艺参数的选择主要包括切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件的倾斜角、割嘴与工件表面之间的距离等。技术支持：现代教育技术中心1）气割氧压力技术支持：现代教育技术中心2）气割速度气