汽車制造工藝—焊接

1、焊接焊接1.1 1.1 概述概述 1.2 1.2 焊接方法焊接方法1.3 1.3 焊接質(zhì)量控制焊接質(zhì)量控制焊接焊接1. 1. 焊接的實(shí)質(zhì)焊接的實(shí)質(zhì)焊接的實(shí)質(zhì)是使兩個(gè)分離的物體通過加熱或加壓，焊接的實(shí)質(zhì)是使兩個(gè)分離的物體通過加熱或加壓，或兩者并用，在用或不用填充材料的條件下借助于原或兩者并用，在用或不用填充材料的條件下借助于原子間或分子間的聯(lián)系與質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散作用形成一個(gè)整體子間或分子間的聯(lián)系與質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散作用形成一個(gè)整體的過程。的過程。焊接焊接 1) 焊接工藝焊接工藝 永久性連接永久性連接 起源于一次世界大戰(zhàn)后（凡爾賽公約）起源于一次世界大戰(zhàn)后（凡爾賽公約） 2) 現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工藝現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工

2、藝 造船、航空、鍋爐、化工、機(jī)械、汽車造船、航空、鍋爐、化工、機(jī)械、汽車2. 2. 焊接的定義焊接的定義焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。 1 1）、熔焊：）、熔焊： 將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊焊接方法稱為熔焊 2 2）、壓焊：）、壓焊： 焊接過程中，必須對焊件施加壓力焊接過程中，必須對焊件施加壓力, ,以完成焊接的方法稱為壓焊。以完成焊接的方法稱為壓焊。焊接焊接 3 3）、釬焊：）、釬焊： 釬焊是硬釬焊和軟釬焊

3、的總稱。采用釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。連接焊件的方法。3. 3. 焊接的分類焊接的分類焊接焊接2. 2. 汽車焊裝對焊接工藝的要求汽車焊裝對焊接工藝的要求1）提高焊縫的強(qiáng)度、耐蝕性、密封性和外觀質(zhì)量）提高焊縫的強(qiáng)度、耐蝕性、密封性和外觀質(zhì)量前懸掛件一般為箱形截面，采用電焊與電弧焊，前懸掛件一般為箱形截

4、面，采用電焊與電弧焊，電弧焊方面采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊；電弧焊方面采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊；3. 3. 幾種典型汽車零件的焊接實(shí)例幾種典型汽車零件的焊接實(shí)例2）采用經(jīng)濟(jì)的焊接工藝，適應(yīng)大量生產(chǎn)和節(jié)省勞）采用經(jīng)濟(jì)的焊接工藝，適應(yīng)大量生產(chǎn)和節(jié)省勞動(dòng)力；動(dòng)力；1）前懸掛件）前懸掛件2）轉(zhuǎn)向軸）轉(zhuǎn)向軸將滲碳后的蝸桿與軸相結(jié)合，一般采用閃光對焊，將滲碳后的蝸桿與軸相結(jié)合，一般采用閃光對焊，最近有摩擦焊代替閃光焊，可以得到較高的疲勞強(qiáng)度；最近有摩擦焊代替閃光焊，可以得到較高的疲勞強(qiáng)度；焊接焊接 3 3） 盤形車輪盤形車輪 盤形車輪由中間盤形輻板和外側(cè)輪輞組成，一盤形車輪由中間盤形輻板和外側(cè)輪輞組成，一般用點(diǎn)

5、焊固定。般用點(diǎn)焊固定。 4 4） 制動(dòng)蹄制動(dòng)蹄 使用凸焊工藝。使用凸焊工藝。 5 5） 后橋殼后橋殼 是以較厚鋼板制成，焊縫長，以前采用埋弧自是以較厚鋼板制成，焊縫長，以前采用埋弧自動(dòng)焊，現(xiàn)在采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。動(dòng)焊，現(xiàn)在采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。 6 6） 汽油箱汽油箱 一般采用滾焊工藝來保證其氣密性。一般采用滾焊工藝來保證其氣密性。 7 7） 車身零部件車身零部件 汽車上的板件采用汽車上的板件采用1mm左右的鋼板制成左右的鋼板制成,一般一般采用點(diǎn)焊采用點(diǎn)焊,基本上實(shí)現(xiàn)了焊接的自動(dòng)化?；旧蠈?shí)現(xiàn)了焊接的自動(dòng)化。焊接焊接1.2 1.2 焊接方法焊接方法根據(jù)焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同來介紹一

6、些常根據(jù)焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同來介紹一些常用的焊接方法用的焊接方法(一一) 電弧焊電弧焊1 1 、焊接電弧焊接電?。簹怏w介質(zhì)中導(dǎo)電現(xiàn)象氣體介質(zhì)中導(dǎo)電現(xiàn)象。焊接焊接(二二) 埋弧焊埋弧焊 1 1 、特點(diǎn)特點(diǎn)：大電流（大電流（1000A1000A）、生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)）、生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定、節(jié)約金屬、改善勞動(dòng)條件、自動(dòng)化程度量高且穩(wěn)定、節(jié)約金屬、改善勞動(dòng)條件、自動(dòng)化程度高、工藝裝備復(fù)雜、適合批量生產(chǎn)高、工藝裝備復(fù)雜、適合批量生產(chǎn)（三）電阻焊（三）電阻焊3 3、特點(diǎn)、特點(diǎn) 生產(chǎn)率高、焊接變形小生產(chǎn)率高、焊接變形小 操作簡便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)（汽車外殼焊接）操作簡便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)（汽車外殼焊接）

7、設(shè)備復(fù)雜、耗電量大設(shè)備復(fù)雜、耗電量大 接頭形式、工件厚度受到限制接頭形式、工件厚度受到限制2 2、電阻熱：、電阻熱：Q=IQ=I2 2RtRt4 4、分類：、分類： 點(diǎn)焊、縫焊、對焊點(diǎn)焊、縫焊、對焊 1 1、電阻焊：是利用電流通過工件及焊接接觸面間、電阻焊：是利用電流通過工件及焊接接觸面間所產(chǎn)生的電阻熱，將焊件加熱至塑性或局部熔化狀態(tài)，所產(chǎn)生的電阻熱，將焊件加熱至塑性或局部熔化狀態(tài)，在施加壓力形成焊接接頭的焊接方法。在施加壓力形成焊接接頭的焊接方法。點(diǎn)焊點(diǎn)焊 是一種代表性的電阻焊，廣泛使用壓力機(jī)式點(diǎn)是一種代表性的電阻焊，廣泛使用壓力機(jī)式點(diǎn)焊機(jī)以及移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)；焊機(jī)以及移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)； 特點(diǎn)：特點(diǎn)

8、： 焊接過程中不產(chǎn)生弧光、有害氣體及噪聲焊接過程中不產(chǎn)生弧光、有害氣體及噪聲 自動(dòng)化和機(jī)械化程度高自動(dòng)化和機(jī)械化程度高加熱集中，熱影響區(qū)域小，易形成優(yōu)良的焊接接頭加熱集中，熱影響區(qū)域小，易形成優(yōu)良的焊接接頭點(diǎn)焊的接頭形式點(diǎn)焊的接頭形式縫焊縫焊 是一種連續(xù)進(jìn)行的點(diǎn)焊方法，可獲得密封優(yōu)良的是一種連續(xù)進(jìn)行的點(diǎn)焊方法，可獲得密封優(yōu)良的焊縫，適用于汽油箱、后橋殼等部件；焊縫，適用于汽油箱、后橋殼等部件； 焊接過程中焊接過程中, ,應(yīng)將電極與焊接部位用水冷卻應(yīng)將電極與焊接部位用水冷卻, ,也實(shí)也實(shí)用汽車頂蓋周邊焊接用汽車頂蓋周邊焊接. .對焊對焊 1、定義：、定義：是利用電阻熱將兩個(gè)工件沿整個(gè)端面同是利用

9、電阻熱將兩個(gè)工件沿整個(gè)端面同時(shí)焊接起來的一種電阻焊方法時(shí)焊接起來的一種電阻焊方法. .1)1)可用于工件的接長可用于工件的接長2)2)環(huán)形工件的對焊環(huán)形工件的對焊3)3)部件的組焊部件的組焊2、對焊應(yīng)用、對焊應(yīng)用對焊接頭形式對焊接頭形式閃光對焊閃光對焊 將焊件裝配成對接接頭將焊件裝配成對接接頭,接通電源接通電源,并使其端面逐漸并使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸移近達(dá)到局部接觸,利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn)利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn)(產(chǎn)生閃產(chǎn)生閃光光),使端面金屬熔化使端面金屬熔化,直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)預(yù)定溫度時(shí),迅速施加頂鐓力完成焊接的方法迅速施加頂鐓力完成

10、焊接的方法.摩擦摩擦 1) 工件間的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱能使結(jié)合面加工件間的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱能使結(jié)合面加熱到鍛造溫度并在預(yù)鍛力作用下，通過材料的塑性變形熱到鍛造溫度并在預(yù)鍛力作用下，通過材料的塑性變形和擴(kuò)散過程，形成固態(tài)連接的焊接方法和擴(kuò)散過程，形成固態(tài)連接的焊接方法. 2) 分類：慣性摩擦焊、徑向摩擦焊、線性摩擦焊、分類：慣性摩擦焊、徑向摩擦焊、線性摩擦焊、軌道摩擦焊、攪拌摩擦焊等軌道摩擦焊、攪拌摩擦焊等 3) 特點(diǎn)：焊接接頭質(zhì)量高、焊接效率高、質(zhì)量穩(wěn)特點(diǎn)：焊接接頭質(zhì)量高、焊接效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、一致性好，可實(shí)現(xiàn)異種材料的焊接；定、一致性好，可實(shí)現(xiàn)異種材料的焊接；摩擦焊的接頭形式摩擦焊的接

11、頭形式釬焊釬焊 焊接過程中，采用比母材質(zhì)量熔點(diǎn)低的金屬材料作焊接過程中，采用比母材質(zhì)量熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料但低于母材熔點(diǎn)為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料但低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料濕潤母材，充填接頭間隙并與母的溫度，利用液態(tài)釬料濕潤母材，充填接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法；材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法； 1 1、硬釬焊、硬釬焊 450450以上、接頭強(qiáng)度以上、接頭強(qiáng)度200MPa200MPa以上以上 自行車架、工具、刀具自行車架、工具、刀具 2 2、軟釬焊、軟釬焊 450450以下、接頭強(qiáng)度以下、接頭強(qiáng)度70MPa70MPa以下以下 儀表、導(dǎo)

12、電元件、各種低載荷構(gòu)件儀表、導(dǎo)電元件、各種低載荷構(gòu)件 3 3、加熱方式、加熱方式 烙鐵、火焰、電阻、感應(yīng)烙鐵、火焰、電阻、感應(yīng)釬焊的常見接頭形式釬焊的常見接頭形式釬焊接頭的比較釬焊接頭的比較電渣焊電渣焊 1）利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，）利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將填充金屬和母材熔化，凝固后形成金屬原子間牢固連將填充金屬和母材熔化，凝固后形成金屬原子間牢固連接。接。 2）過程：開始焊接時(shí)，將焊絲與起焊槽短路起弧，）過程：開始焊接時(shí)，將焊絲與起焊槽短路起弧，不斷加入少量固體焊劑，利用電弧的熱量使之熔化，形不斷加入少量固體焊劑，利用電弧的熱量使之熔化，形成液態(tài)熔渣，待熔渣

13、達(dá)到一定深度時(shí)，增加焊絲的送進(jìn)成液態(tài)熔渣，待熔渣達(dá)到一定深度時(shí)，增加焊絲的送進(jìn)速度，并降低電壓，使焊絲插入渣池，電弧熄滅，從而速度，并降低電壓，使焊絲插入渣池，電弧熄滅，從而轉(zhuǎn)入電渣焊階段。轉(zhuǎn)入電渣焊階段。 3）特點(diǎn)：輸入的熱量大，焊縫附近容易過熱，沖）特點(diǎn)：輸入的熱量大，焊縫附近容易過熱，沖擊韌性低，焊后一般要進(jìn)行正火和回火處理。擊韌性低，焊后一般要進(jìn)行正火和回火處理。激光焊接激光焊接 特點(diǎn)：屬于熔融焊接，以激光束作為能源，沖擊在特點(diǎn)：屬于熔融焊接，以激光束作為能源，沖擊在焊接接頭上；焊接接頭上； 在焊接過程中，焊縫區(qū)金屬從常溫被加熱到最高在焊接過程中，焊縫區(qū)金屬從常溫被加熱到最高溫度，然后

14、再逐漸冷卻到常溫。由于焊件上各點(diǎn)所處溫度，然后再逐漸冷卻到常溫。由于焊件上各點(diǎn)所處的位置不同，其被加熱的最高溫度亦不相同；而熱量的位置不同，其被加熱的最高溫度亦不相同；而熱量的傳遞需要一定的時(shí)間，故各點(diǎn)達(dá)到其最高溫度的時(shí)的傳遞需要一定的時(shí)間，故各點(diǎn)達(dá)到其最高溫度的時(shí)間亦不相同，那么焊件上某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的過間亦不相同，那么焊件上某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的過程也不一樣。程也不一樣。 平板焊接過程中的應(yīng)力與變形形成原理示意圖平板焊接過程中的應(yīng)力與變形形成原理示意圖( (二二) )焊接裂紋與焊接變形的形式焊接裂紋與焊接變形的形式 焊接時(shí)，在任何情況下焊接應(yīng)力總是存在的。當(dāng)焊接時(shí)，在任何情況下焊接應(yīng)力總是存在的。當(dāng)焊接應(yīng)力超過該材料相應(yīng)溫度的屈服應(yīng)力時(shí)，焊件將焊接應(yīng)力超過該材料相應(yīng)溫度的屈服應(yīng)力時(shí)，焊件將產(chǎn)生變形；超過材料的斷裂應(yīng)力時(shí)，焊件將會(huì)產(chǎn)生裂產(chǎn)生變形；超過材料的斷裂應(yīng)力時(shí)，焊件將會(huì)產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。焊接裂紋包括縱向裂紋、橫向裂紋、內(nèi)紋甚至斷裂。焊接裂紋包括縱向裂紋、橫向裂紋、內(nèi)部裂紋、根部裂紋等；焊接變形的基本形式有角變形、部裂紋、根部裂紋等；焊接變形的基本形式有角變形、彎曲變形、波浪變形、收縮變形、扭曲變形、錯(cuò)邊變彎曲變形、波浪變形、收縮變形、扭曲變形、錯(cuò)邊變形等形等. .( (三三) )預(yù)防和減小焊接應(yīng)力及