焊接應(yīng)用在車身上的演變

1、銲接應(yīng)用在車身上的演變車輛三乙 歐祈麟學(xué)號(hào) 49615049老師:吳宗霖 銲接應(yīng)用在車身上的演變種類:車身常用三大項(xiàng) 1.點(diǎn)銲(電阻點(diǎn)銲) 2.電弧銲接法 3.雷射銲接新技術(shù):摩擦攪拌 前言1.早期的銲接技術(shù)見於青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代的歐洲和中東2.2.電阻銲電阻銲（Resistance weldingResistance welding）在19世紀(jì)的最後十年間被開發(fā)出來，第一份關(guān)於電阻焊的專利是伊萊休伊萊休 湯姆森湯姆森於1885年申請(qǐng)的 3.新型電極可以提供更加穩(wěn)定的電弧，並能夠有效地隔離基底金屬與雜質(zhì)，電弧銲電弧銲因此能夠逐漸取代可燃?xì)夂附樱蔀槭褂米顝V泛的汽車工業(yè)焊接技術(shù)4.雷射銲接雷射銲

2、接（LBWLBW）於1960年發(fā)明，它被證明是最有效的高速自動(dòng)焊接技術(shù)。不過，電子束焊與雷射焊兩種技術(shù)由於其所需配備價(jià)格高昂，其應(yīng)用範(fàn)圍受到限制 3點(diǎn)銲(電阻點(diǎn)銲)作用:用於連接疊壓在一起的金屬板，金屬板的厚度可達(dá)3公厘。兩個(gè)電 極在固定金屬板，向金屬板輸送強(qiáng)電流。廣泛應(yīng)用於汽車製造業(yè)，汽車上由工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行的銲接點(diǎn)多達(dá)幾千處。原理:兩個(gè)或多個(gè)金屬表面接觸時(shí)，接觸面上會(huì)產(chǎn)生接觸電阻接觸電阻。接觸電阻大的部分會(huì)發(fā)熱，將接觸點(diǎn)附近的金屬熔化形成熔池。 注意: 1.一般電阻銲電流能夠達(dá)到六千A左右，車身一般都可銲接，但對(duì)於 一些高強(qiáng)度鋼電流可能要調(diào)到九千A，不然焊點(diǎn)強(qiáng)度可能不夠。 2.銲點(diǎn)壓力 3.

3、銲點(diǎn)電流 4.銲點(diǎn)時(shí)間 2.3.4點(diǎn)需不斷調(diào)整，然後進(jìn)行破壞性試驗(yàn)是否達(dá)到銲接強(qiáng)度。4左圖為奧迪自動(dòng)點(diǎn)銲 右圖為傳統(tǒng)點(diǎn)銲機(jī)5電弧銲接法作用:在焊接材料和銲條銲條之間，通過施加高電壓來形成電弧，焊條的芯部分通常由鋼製成，外層包覆有一層助焊劑。在焊接過程中，助焊劑燃燒產(chǎn)生二氧化碳，保護(hù)焊縫區(qū)免受氧化和污染。電極芯則直接充當(dāng)填充材料，不需要另外添加焊料。注意:1.施加的電壓決定電弧的長(zhǎng)度 2.焊接時(shí)間較慢，因?yàn)橄男缘暮笚l電極必須經(jīng)常更換 3.焊鑄鐵、鎳、鋁、銅等金屬時(shí)需要使用特殊焊條 6左圖為自動(dòng)電弧銲 右圖為傳統(tǒng)手工電弧銲7雷射銲接作用:雷射銲接式利用高功率密度的雷射光束進(jìn)行銲接，將雷射光經(jīng)由光

4、纖或?qū)Ч獗蹅魉椭镣哥R，並聚焦於母材局部區(qū)域，使母材產(chǎn)生熔融現(xiàn)象並進(jìn)行焊接。原理:雷射是屬於高能量密度之光束，因此在聚焦點(diǎn)之局部微小區(qū)域會(huì)瞬間獲得相當(dāng)大的熱量，再加上加熱區(qū)僅限於局部微小區(qū)域，因?yàn)橐撰@得較高的並形成窄而深的穿孔注意問題:1.銲道滲透不足。(影響關(guān)鍵參數(shù)是雷射輸出功率密度) 2.銲道形貌不佳。 3.銲道氣孔過多。 4.保護(hù)氣體(銲接成敗關(guān)鍵，氦氣、氮?dú)狻鍤? 5.銲接走速。設(shè)定關(guān)係到銲接完後的銲道品質(zhì)以及銲接的效率 6.表面處理8雷射銲接第4點(diǎn)(保護(hù)氣體):目的是為了隔絕銲道與外界大氣的接觸與吹散干擾雷射光束的電漿以及飛濺金屬 第五點(diǎn)(和接走速):太快，雷射光束無法即時(shí)熔融母材，

5、不及重新分配，並在和道 邊形成銲蝕 太慢，熔融過多而有滴出現(xiàn)象，薄材造成銲穿 第六點(diǎn)(表面處理):母材在在銲接前所施行的銲接表面處理，雖然文獻(xiàn)記載1鋁合金雷射銲接時(shí)並不需要處理丙面氧化膜層，但由於鋁合金對(duì)於雷射束反射率較高因此吸收率低，所以還是需要做表面處理，包括:石墨披覆、金屬絲刷表面、砂紙研磨9下圖為奧迪雷射銲接10新技術(shù) 摩擦攪拌前言:攪拌摩擦銲接是一種固態(tài)銲接工藝，銲接後鋁合金用於航空，鐵路，汽車和海洋工業(yè)。在攪拌摩擦銲中，鋁，鎂，鋅和銅合金常被用作加入母材。作用:摩擦攪拌接合工具為一圓柱狀的攪拌棒，與試片接觸，利用立式洗床挾持?jǐn)嚢璋舾咚傩D(zhuǎn)，因摩擦產(chǎn)生熱，並進(jìn)而下壓擠入金屬，利用凸銷

6、旋轉(zhuǎn)以及肩部與工件表面摩擦產(chǎn)生的熱，促使材料軟化並產(chǎn)生塑性流以進(jìn)行接合11優(yōu)點(diǎn): 1.低銲道變形，以鋁合金為銲接變形量?jī)H為傳統(tǒng)MIG電弧銲接的 1/10 - 1/30。2.高銲道品質(zhì)：摩擦攪拌銲接製造之產(chǎn)品其銲道伏強(qiáng)度、抗強(qiáng)度及破壞韌性較傳統(tǒng)電弧銲接提高30%-50%，以6061 T6鋁合金為銲後抗強(qiáng)度可達(dá)原母材的80%以上3.可銲種金屬：可銲接難銲金屬(如 2，7系列鋁合金)及種材料間之接合，如鑄鋁對(duì)鍛鋁及鋁伸展材、鋁對(duì)鎂合金，甚至已成功銲接鋁對(duì)鋼鐵等材組合，4.高生產(chǎn)效率： 1-25mm厚的鋁合金平板對(duì)接，可一道次全滲透銲接完成，銲接速度可達(dá)每分鐘500mm以上。12實(shí)驗(yàn)試片製作鋁鐵 鎂合

7、金接合 鋁-鈦接合 鋁合金角接鋁-不銹鋼接合 摩擦攪拌點(diǎn)銲13補(bǔ)充右圖為奧迪車系等離子釬銲技術(shù)優(yōu)點(diǎn):這種先進(jìn)的銲接技術(shù)通過產(chǎn)生強(qiáng)有力的等離子束1 充分熔化材料，零件變形小。2 提升了車輛表面的光滑度3 車身強(qiáng)度大大增加4 車輛的被動(dòng)安全性提高5 銲裝工位的工人數(shù)量減少原人數(shù)的 十六分之一 14結(jié)論點(diǎn)銲優(yōu)點(diǎn)： 1能源利用效率較高 2工件變形小 3銲接速度快，易於實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化銲接，而且無需銲料。電弧銲 汽車維修養(yǎng)護(hù)網(wǎng)-由於車會(huì)地銲接部位的強(qiáng)度，電弧銲已經(jīng)禁止應(yīng)用在現(xiàn)代車身的銲接維修作業(yè)中，現(xiàn)在車身應(yīng)用的銲接方式主要為惰性氣體保護(hù)銲跟電阻點(diǎn)銲。雷射銲接 在歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家中，有50%-70%的汽車零部

8、件是用雷射加工來完成的。其中主要以雷射銲接為主和切割為主，雷射銲接在汽車工業(yè)中已成為標(biāo)準(zhǔn)工藝 摩擦銲接 在汽車製造業(yè)，對(duì)有Al合金車梁的汽車已經(jīng)用改進(jìn)的摩擦攪拌接合技術(shù)代替電阻點(diǎn)銲。最近的研究報(bào)告指出，提高對(duì)工具材質(zhì)的改進(jìn)，摩擦攪拌接合可以進(jìn)行碳素鋼、不銹鋼、Ti材和Ti合金的接合 15參考文獻(xiàn)1.蔣啟明“鋁材銲接的製程設(shè)備”，銲接與切割，第十二卷，第五期，pp39-47 民國(guó)91年9月2..tw/FileDownLoad/EpaperFile/2/14/MPNEWS/text/9604_2_lab.pdf (陳冠佑摩擦攪拌銲接設(shè)備實(shí)驗(yàn)室)3..tw/Etd/2003_8/etd-0407109-183713-1069-001.pdf (郭聰源，林燕村“鋁合金雷射焊接研究”行政院國(guó)家科學(xué)委員會(huì)專題研究