焊装常用工艺及设备

1概述焊装的概念:焊装被称为机械裁缝,负责把冲压好的工件焊接到一起,在制造业中被广泛应用,在汽车制造工艺中四步冲压-焊装-涂装-总装,其中焊装的自动化、柔性化程度决定了焊接的发展前景与未来,汽车制造中焊接车间包括焊钳-焊机-输送线等;2焊装常用工艺及设备焊装常用工艺及对用设备2、凸焊1、点焊3、螺柱焊4、CO2焊接5、MIG焊接7、涂胶8、包边、压合9、装配、修磨、调整10、激光焊11、打号2、凸焊机1、悬点焊机、焊钳、机器人3、螺柱焊机4、CO2焊机5、MIG焊机7、涂胶机8、包边机、压合模、压机9、装配工具，打磨工具，板链10、激光焊设备11、打号机6、TIG焊接6、TIG焊机实现以上工艺所需备的常用工具：夹具、检具、工位器具、吊具、葫芦、钢构、水电气3焊装常用工艺及设备悬点焊机变压器一次电缆水路气路此处用来连接二次电缆控制箱4焊装常用工艺及设备悬点焊机的构成悬挂式点焊机是焊装车间最多也是最主要的设备之一,悬挂点焊机主要由控制箱、水路、气路、二次电缆和焊钳组成。★按结构可分为三大部分：控制部分，变压器部分，工作部分；★按工作路线来分也分为三条路线，是水路、气路和电路。一、控制部分：主要是一台微型电脑控制箱，具有存贮，输入数据的功能，并控制所有的参数，设定参数，控制休止时间，预压时间，加压时间，回路时间。二、变压器部分：是水冷式变压器，其主要功能是叫380V的电压转化为24V的电压。5焊装常用工艺及设备悬点焊机的构成一、水路：水路就是用来冷却焊接时所产生的热量。为什么会产生热量呢？焊钳的工作原理是通过两焊钳臂的电流短路（大电流，小电压）而产生高温，一达到熔化工件的效果。再通过焊钳的气缸压力使工件焊接在一起，为保证焊机的正常工作，所以我们就要用循环水来冷却焊接时产生的高温；二、电路：首先将380V的电压转化为24V的电压，然后在经过二次电缆到达焊钳的两臂后，在焊接时就形成了一条焊接回路；三、气路：首先是管路里的高压气体通过软管进入附在变压器上的气动三联件中的油水分离器中，过滤高压空气中的杂质，然后经过气动三联件中的调压阀，根据需要的气压的大小（气压为0.4——0.6兆帕）再经过气动三联件中的油杯，将油杯里的油带到高压空气管道里，在一个电磁阀的动作下，带油的高压空气不仅焊钳气缸而且也润滑了气缸。6焊装常用工艺及设备悬点焊机的构成此外，悬挂式点焊机还有一个重要的附件。那就是平衡器。平衡器是利用其内部一个卷曲的弹簧的向上的卷曲力，把焊钳向上拉，使其两个力大小相当，使我们操作时作到少重或无重。平衡器7焊装常用工艺及设备点焊工艺二、电流的影响公式Q=I2Rt中的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。三、焊接时间的影响公式Q=I2Rt中的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：硬规范：大电流和短时间软规范：小电流和长时间8焊装常用工艺及设备点焊工艺四、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：●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；★R增大Q增大，所需要电源提供更大的功率★以恒流控制为例：在保持电流不变情况下：电阻越大，形成热量也就越多，需要功率也越大9焊装常用工艺及设备点焊工艺五、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。六、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。10焊装常用工艺及设备点焊工艺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。点焊焊接循环过程11焊装常用工艺及设备点焊工艺焊极直径：一般dL=（0.8∽1.4）ddjddj：电极端面直径；Dl:焊核；★对于低碳钢：一般采用直锥形平面电极，电极端面直径按ddj=2δ+3选取，当电极工作表面直径因磨损而超过规定值的15∽20%时应修磨或更换。注：δ：板厚★对于镀锌钢板：由于镀锌层的存在，电流密度减小，电流场分布不稳定。增大焊接电流，易促进电极工作端面Cu-Zn合金的生成，加速了电极粘损和镀锌层的破坏，同时，低熔点的镀锌层使熔核在结晶过程中产生裂纹和气孔，因此，镀锌钢板合适的点焊规范范围窄，接头强度波动大，焊接性较差，一般选择CrZrCu合金电极或镶钨复合电极。点焊电极的选择参考知识12焊装常用工艺及设备点焊工艺点焊工艺及其参数的选择◆根据工件的材料、板厚按前述的工艺参数选择。◆根据工艺参数修整电极直径到确定尺寸。◆利用与被焊件相同材料及板厚的试板进行试焊，检查质量合格后方可进行焊接生产。13焊装常用工艺及设备点焊工艺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--2600014焊装常用工艺及设备点焊工艺选择工艺参数的具体步骤如下1、定电极的端面形状和尺寸；2、初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样；3、经检验熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术要求所规定的要求为止。此外，在试样选择工艺、参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。15焊装常用工艺及设备点焊工艺两种不同板厚钢板的点焊★厚度比小于3：1时，工艺参数可按照厚件进行选择，并稍增大焊接电流或者焊接时间；★当两工件的厚度比大于3：1时，除按上条处理外，还应：（1）在厚板的一侧采用大的电极直径；（2）在薄板的一侧采用导电性稍差的电极材料。16焊装常用工艺及设备点焊工艺三层钢板的点焊★当点焊中间为较厚零件的三层板时，可按薄板选择工艺参数，但要适当增加焊接电流，约增加10~25%，或者增加通电时间。★当点焊中间为较薄零件的三层板时，可按厚板选择工艺参数，但要适当减少焊接电流，约减少10~25%，或者减少通电时间17焊装常用工艺及设备点焊工艺焊接产生飞溅的原因1、电流过大；2、电极端部面积较小或表面不平；3、电极压力偏小；4、板件表面有油污；5、板件间有间隙；6、电极与板件不垂直；7、打点在板件边部；8、连续打点使电极生温较高。18焊装常用工艺及设备螺柱焊机是焊装车间较多的设备之一，它是由德国Emhart公司制造的。是一种比较先进的产品，它的工作原理是：焊枪里的钉子首先接触工件，在焊接按钮闭合时，钉子被焊枪提起，造成钉子与工件之间产生电弧，将工件表面熔化形成溶池，然后钉子落下来，沾在干件上，完成焊接过程。螺柱焊机的结构比较复杂，主要分为三大部分：第一部分是控制部分，第二部分是送料器部分（其中手动焊枪没有送料器），第三部分是工作部分。按工作路线来分也分为两条路线：是气路和电路。螺柱焊枪主要由夹头、弹簧、磁力提升机构、阻尼机构、控制电缆、焊接电缆以及开关组成。螺柱焊机及螺柱焊工艺19焊装常用工艺及设备螺柱焊机及螺柱焊工艺1）控制部分：其控制箱具有存贮，输出数据的功能，螺柱焊机的所有参数又它控制，在它的前方有一个接口，通过它的外控制编程器可以对所需要的参数进行设定，以达到所需要的焊接效果；2）送料器部分：主要由一个送料电机和一段轨道组成。送料电机首先动作，将料盒里的螺钉翻动，使它落到过道上，完成自动装料的过程；3）工作部分：主要又送钉管和焊枪组成。螺钉落到轨道上后由气体推动进入送钉管，再由送钉管进入焊枪夏下部，然后由焊枪里的气缸动作将钉子推向焊枪的前部，完成整个送料过程。按结构分的三部分：20焊装常用工艺及设备螺柱焊机及螺柱焊工艺螺柱焊工艺参数确认方法：机械参数：螺柱的形式（尺寸）、装载时间、螺柱的输送、弹簧的弹力、螺柱的提升高度、焊枪的垂直度、螺柱的下落时间。机械参数可以直接影响到螺钉的焊接强度质量：其中最关键的是弹簧的弹力，弹力过大容易出现过烧现象以及螺钉表面焊渣较高，一般影响到总装装配；弹力过小容易出现螺钉与板件未焊透，以及强度达不到工艺要求的扭矩；螺柱的提升高度也是重要的机械参数之一，螺柱的提升高度过高容易出现螺钉与板件未焊透，以及强度达不到工艺要求的扭矩；螺柱的提升高度过低，容易出现过烧现象以及螺钉表面焊渣较高，一般影响到总装装配；所以在生产过程中要频繁的调整弹簧的弹力或螺柱的提升高度，这就要作业人员有一定的螺住焊工作经验。21焊装常用工艺及设备CO2焊机及焊接工艺二氧化碳气体保护焊机是焊装车间较多的设备之一，它是由唐山松下产业有限公司生产。相对与手工电弧焊来讲，它具有焊接稳当、无焊渣、自动送丝等优点。但也存在飞溅大等缺点。二氧化碳气体保护焊机按结构来分主要分为三大部分：第一部分是电源部分;第二部分是送丝机部分;第三部分是工作部分。按工作路线来分也分为两条路线:是气路和电路。22焊装常用工艺及设备CO2焊机及焊接工艺电源部分：二氧化碳气体保护焊机的电源部分主要是一台变压器，它具有将380V的高压电转变为36Ｖ安全电压的的功能；送丝机部分：送丝机主要有一台送丝电机组成，两个送丝轮相互压紧，焊丝被压在两个轮子之间，当送丝电机带动送丝轮动作时，焊丝就被送丝轮强行通过，完成自动送丝过程。送丝机部分还有两个调节手柄，用于调节所需的电流和电压；工作部分：二氧化碳气体保护焊机的工作部分主要是电缆（通气、通焊丝）和焊枪。通气电缆它不仅通电，而且通气。焊枪是我们用来直接用于生产操作的工具，通过焊枪，我们将最终需要的结果—焊缝焊接起来。23焊装常用工艺及设备CO2焊机及焊接工艺电路：首先是380v的电压通过一次电缆进入电源部分后，然后再经过二次电缆到达焊枪后，在焊接时与地线就形成了一条焊接回路。气路：首先是CO2排将气体送入管道后，然后管路里的高压CO2气体到达每个工位的用气点，每个工位的用气点都有一个气体调压阀，根据需要调节气体流量的大小。再通过软管进入电缆随焊枪焊接时喷射出来，在焊接区形成气体保护层，保证焊接溶池不产生氧化层。24焊装常用工艺及设备CO2焊机及焊接工艺CO2气体保护焊工艺参数：CO2气体保护焊主要焊接工艺参数：电源极性、焊丝直径、焊接电流、电弧电压、气体流量、焊接速度、焊丝干伸长度等。①电源极性：CO2气体保护焊一般采用直流反接法（DCRP）：焊件接负极，焊丝接正极。②焊丝直径：焊丝直径有ф0.8、ф1.0、ф1.2、ф1.6等等，焊丝包括：镀铜实芯焊丝和药芯焊丝。③电弧电压：在一定的焊丝直径及焊接电流（送丝速度）下，电弧电压过低，电弧引燃困难，焊接过程不稳定；电弧电压过高，则由短路过渡转变成大颗粒的长弧过渡焊接过程也不稳定，只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时，才能获得稳定的焊接过程，并且飞溅小，焊缝成型好。电弧电压影响焊缝宽度，增大电弧电压，焊缝宽度将增大。25焊装常用工艺及设备CO2焊机及焊接工艺④焊接电流：■在焊接电流小于250A时为短路过渡，电弧电压按U=（0.04I+16）±2取；■