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车身设计基础知识培训之焊接篇车身结构科王勇主要内容：•1.焊接的定义•2.焊接的本质和分类•3.焊装车间常用焊接方式介绍•4.焊接车间常用胶介绍•5.焊接夹具•6.检具•7.常见焊接工艺问题分析1.焊接的定义•1.1、通过加热或加压或两者并用，用或不用填充材料，使工件达到原子间的结合的一种连接方法。•1.2、通过适当的物理、化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间的结合力而连接成一体的连接方法。被连接的物体可以是同类的；也可以是不同类的；也可以是金属；也可以是非金属的（石墨、陶瓷、玻璃、塑料、金刚石、橡胶等）。•1.3、在日常中，由于金属的焊接比较普遍而且应用比较广泛，所以我们所指的焊接指的是金属焊接，也就是狭义上的焊接。2.焊接的本质和分类•金属等固体所以能保持固定的形状是因为内部原子之间间距（晶格）十分小，原子之间形成了牢固的结合力，除非施加足够的外力破坏这些原子间结合力，否则，一块固体金属是不会变形或分离成两块的。要实现两个分离的金属构件连接在一起，从物理本质上来看就是要使这两个分离的构件的连接表面上的原子彼此接近到金属的晶格距离（0.3~0.5）•在一般情况下，当我们把两个金属构件放在一起时；由于①表面的粗糙度，即使是精密磨削加工的金属表面粗糙度仍然有几到几十微米（1μm=10-8mm1A=10-10mm）;②表面存在的氧化膜和其他污染物阻碍着实际金属表面原子之间接近到晶格距离并形成结合力。目前找到的基本途径，就形成了焊接的基本分类。•2.1、熔化焊接•使被连续的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。为了实现熔化焊接，关键是要有一个能量集中、温度足够高的加热热源。按照热源形成不同，熔化焊接基本方法分为：气焊（以氧乙炔或其他可燃气体燃烧火焰为热源）；铝热焊（以铝热剂放热反应热为热源）；电弧焊（以气体导电时产生的热为热源）；电阻点、缝焊（以焊件本身通电时的电阻热为热源）；电渣焊（以熔渣导电时的电阻热为热源）；电子束焊（以高速运动的电子束流为热源）；激光焊（以单色光子束流为热源）等若干。•其次，为了防止局部熔化的高温焊缝金属因跟空气接触而造成成分、性能的不良、熔化焊接过程一般都必须采取有效的隔离空气的保护措施，基本形式是：真空、气体保护和渣相保护三种。例如：熔化焊接方法中最重要的电弧焊就可以按照保护方法不同分为埋弧焊、气保护焊等很多种。此外，电弧焊还可以按照电极特征分为熔化电极和非熔化电极两大类。•2.2、压力焊接•利用摩擦、扩散和加压等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，使两个连接表面上的原子互相接近到晶格距离，从而在固态条件下实现的连接称为固相焊接。固相焊接时通常必须加压，因此，通常这类加压的焊接方法称为压力焊接，为了使固相焊接容易实现，固相焊接大都在加压同时伴随加热措施，但这类加热温度通常都是低于焊点的熔点，因此，固相焊接一般都无须保护措施（扩散焊接除外）•按照加热方法不同，压力焊接的基本方法有：冷压焊（不采取加热措施的压焊）、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、电阻对焊、闪光对焊等若干种。•应该注意的是，通常所指的电阻焊都可以称为压力焊（焊接过程中都需要加压），即属于固相焊接。但有些电阻焊（点、缝焊）接头形成过程伴随着熔化结晶过程，但是在加压条件中进行的，仍属于压力焊。焊接的本质和分类2.3、钎焊利用某些熔点低于被连接构件材料熔点的熔化金属（钎料）作连接的媒介物在连接界面上的流散作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。显然钎焊过程也必须采取加热（以使钎料熔化，但母材不熔化）和保护措施（以使熔化的钎料不跟空气接触），按照热源和保护条件不同，钎焊方法分为：火焰钎焊（以氧乙炔燃烧火焰为热源）；真空或充气感应钎焊（以高频感应电流的电阻热为热源）；电阻炉钎焊（以电阻炉辐射为热源）；盐浴钎焊（以高温盐浴为热源）等若干种。3.焊装车间常用焊接方式介绍•3.1.点焊•3.2.凸焊•3.3.CO2保护焊•3.4.植焊•3.5.激光拼焊3.1.点焊点焊（spotwelding）：焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊四个焊接程序加压程序焊接程序维持程序休止程序点焊焊钳型焊钳示意图进水管接头电缆接头开关接线行程调节手把压缩空气接管电缆接头开关接线电缆接头进水管接头行程调节手把压缩空气接管型焊钳示意图3.2.凸焊在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。凸焊工作台空间需求凸焊工艺分析参数螺母直电极分析标准螺母型号下电极最小直径D上电极最小直径d上电极距焊接面最小距离M5φ32φ162倍螺母高度M6φ32φ162倍螺母高度M8φ32φ162倍螺母高度M10φ38φ202倍螺母高度6/16安全带螺母φ38φ382倍螺母高度螺栓直电极分析标准螺栓型号下电极最小直径上电极最小直径上电极距焊接面最小距离M5φ25φ162倍螺栓高度M6φ25φ162倍螺栓高度M8φ25φ162倍螺栓高度M10φ32φ202倍螺栓高度3.3.CO2保护焊CO2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开，从而避免了有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定，以获得优质的焊缝。+-焊丝喷嘴电弧CO2气体保护层溶池焊件3.4.植焊3.5.激光拼焊激光拼焊解决的问题点减重增加安全性减少零件的数量减少汽车厂的生产流程减少汽车厂的成本和设备投入量身定做4.焊接胶和空腔填充物点焊胶隔振胶折边胶结构粘结胶空腔填充物结构增强胶5.焊接夹具夹具的定义与分类定义：夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程的一种工艺装备，是用于定位和夹紧的一种附加装置。分类：1）夹具分为手动和气动，包括电气控制的夹具、2）根据焊接方式要求有可旋转夹具和固定夹具夹具的功能要求1：保证产品的形状和尺寸精度符合图纸和技术要求，必须使被装配的零件或部件获得正确的位置和可靠的夹紧，并再焊接时它能防止焊件产生变形；2：夹具结构应开敞，工人操作方便，焊接易接近工作处，必要时可在夹具骨架上切去影响的部分；3：应使装配焊接工作在最有利的状态下进行，如焊接应在平焊位置等；4：夹具有足够的钢度，且重量要轻，凡是受力的各种器件，都应该有足够的强度和钢度；5：工件可靠定位、定位夹紧应迅速，从夹具上取出工件应方便；6：要降低夹具的制造成本，应尽量使用标准化夹具元件，易磨损件便于更换；7：由于焊接热的作用，夹具的定位件和夹紧等距焊缝应有一定的距离，以避免因受热产生变形，或将定位面、螺纹等夹具元件烧毁，同时为了工件加热量流失少，工件与定位件、夹紧件等夹具元件接触面应尽量小；8：对电阻焊夹具的选材，要求尽量使用非磁性物质材料。9：夹具装件时要有防错措施，如钣件的先后装入顺序要通过气动控制防止装错或装反夹具的精度要求：定位面的精度为±0.2mm，定位销的精度为±0.1mm。这里指的是组立以后；定位销和规制块的加工精度为±0.05mm；BASE板上的定位孔之间的公差为±0.05；夹具定位块需采用可调整式垫片的结构，标准为3mm。定位销一般为双向可调，定位块为单向可调。常见定位方式：完全定位，刚好限制6个自由度；不完全定位（限制自由度少于6个，也称欠定位，定位不足）；造成的后果是工件定位不稳定，焊接后尺寸不稳定；过定位（一个自由度被重复限制）；会造成三个后果：工件变形、在夹具上上下件都很困难、定位元件损坏或松动；常见夹具照片6.检具检具的定义：用于测量和检验某个零件或部件的尺寸和形位精度的装置.检具的分类：单件检具：主要用来检验单一零件。总成检具：指车身零件组合后所使用的检验量具，通常为两件以上的零件组合。开口匹配检具：指车身焊接后，用来检验开口部位的相关形状和尺寸。检具的定位方式：•通常采用孔定位、面定位、轮廓定位或以上方式的组合。优先等级依次为孔定位、孔+面定位、孔+轮廓定位、面定位、面+轮廓、轮廓定位。•定位系统的选择与车型的RPS（ReferencePointsSystem）系统必须一致（包括定位孔和定位面）。7.常见焊接工艺问题分析焊接空间防误操作7.常见焊接工艺问题分析结构不合理影响上件装夹焊接结构不合理定位不足防错标记防错结构设计