白車身焊裝焊接工藝

1、 車身焊接工藝車身裝焊工藝的特點汽車車身殼體是一個復雜的結構件，它是由百余種、甚至數(shù)百種薄板沖壓件經(jīng)焊接、鉚接、機械聯(lián)結及粘接等方法聯(lián)結而成的。由于車身沖壓件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳鋼，所以焊接是現(xiàn)代車身制造中應用最廣泛的聯(lián)結方式。表1列舉了車身制造中常用的焊接方法：表1 車身制造中常用的焊接方法及典型應用實例焊接方法典型應用實例電阻焊點焊單點焊懸掛式點焊機車身總成、車身側圍等分總成固定式點焊機小型板類零件多點焊壓床式多點焊機車身底板總成C形多點焊接車門、發(fā)動機蓋總成縫焊懸掛式縫焊機車身頂蓋流水槽固定式縫焊機油箱總成凸焊螺母、小支架電弧焊CO2氣體保護焊車身總成亞弧焊車身頂蓋后兩側接

2、縫手工電弧焊厚料零部件氣焊氧乙炔焊車身總成補焊釬焊錫釬焊水箱特種焊微弧等離子焊車身頂蓋后角板激光焊車身底板車身制造中應用最多的是電阻焊，一般占整個焊接工作量的60%以上，有的車身幾乎全部采用電阻焊。除此之外就是二氧化碳碳氣體保護焊，它主要用于車身骨架和車身總成的焊接中。由于車身零件大都是薄壁板件或薄壁桿件，其剛性很差，所以在裝焊過程中必須使用多點定位夾緊的專用裝焊夾具，以保證各零件或合件在焊接處的貼合和相互位置，特別是門窗等孔洞的尺寸等。這也是車身裝焊工藝的特點之一。為便于制造，車身設計時，通常將車身劃分為假設干個分總成，各分總成又劃分為假設干個合件，合件由假設干個零件組成。車身裝焊的順序那么

3、是上述過程的逆過程，即先將 假設干個零件裝焊成合件，再將假設干個合件和零件裝焊成分總成，最后將分總成和合件、零件裝焊成車身總成。轎車白車身裝焊大致的程序圖為如圖1所示：電阻焊電阻焊及其特點將置于兩電極之間的工件加壓，并在焊接處通以電流，利用電流通過工件本身產(chǎn)的的熱量來加熱而形成局部熔化，斷電冷卻時，在壓力繼續(xù)作用下而形成牢固接頭。這種工藝過程稱為電阻焊。電阻焊的種類很多，按接頭形式可分為搭接電阻焊和對接電阻焊兩種。結合工藝方法，搭接電阻焊又可分為點焊、縫焊和凸焊三種，對接電阻焊一般有電阻對焊和閃光對焊兩種。 特點：利用電流通過工件焊接處的電阻而產(chǎn)生的熱量對工件加熱。即熱量不是來源于工件之外，而

4、是內部熱源。整個焊接過程都是在壓力作用校完成的，即必須施加壓力。在焊接處不需加任何填充材料，也不需任何保護劑。形成電阻焊接頭的根本條件只有電極壓力和焊接電流。點焊點焊是利用在焊件間形成的一個個焊點來聯(lián)接焊件的。兩焊件被壓緊于兩柱形電極之間并通以強大的電流，利用電阻熱將工件焊接區(qū)加熱到形成應有尺寸的熔化核心為止。然后切斷電流，熔核在壓力作用下冷卻結晶形成焊點。點焊在車身制造中應用最廣。點焊的形式很多，但按供電方向來分只有單面點焊和雙面點焊兩種。在這兩種點焊中按同時完成的焊點數(shù)又可分為單點、雙點和多點焊。點焊是車身制造中應用最廣的焊接方法，一輛轎車的車身上有35005000個焊點，可以說，汽車車身

5、是一個典型的點焊結構件。 點焊的機械性質與鉚接和螺栓緊固相比，點焊無松動且剛性高，但滑動系數(shù)小，在設計時必須注意可能會出現(xiàn)的應力集中。點焊沒有像鉚接和螺栓緊固那樣的鉚釘頭和螺帽，所以剝離方向的抗拉強度不如鉚接和螺栓緊固，但剪切強度可以選取較大的焊點直徑的以保證，因為可以說點焊優(yōu)于鉚接和螺栓緊固。點焊的疲勞強度，對于單純的剪切載荷而言語鉚接等差異不大，但在板有變形時及承受剝離方向重復的載荷時，其疲勞強度軟弱。由于點焊焊點局部的金屬組織不均勻，所以機械強度也不相同，一般周邊強度大，中心部強度小。 點焊工藝要求焊點質量的一般要求點焊結構靠單個或假設干個合格的焊點實現(xiàn)接頭的連接，接頭質量的好壞完全取決

6、于焊點質量及點距。焊點質量除了取決于焊點尺寸外，還與焊點外表與內部質量有關。焊點外觀上要求外表壓坑淺、平滑呈均勻過渡，無明顯凸肩或局部擠壓的外表鼓起；外外表沒有環(huán)狀或頸項裂紋，也無熔化、燒傷或粘附的銅合金。從內部看，焊點形狀應規(guī)那么、均勻，無超標的裂紋和縮孔等內部缺陷及熱影響區(qū)金屬的組織與力學性能有無發(fā)生明顯的變化等。不同厚度板和多層板的焊接，點焊和板厚的關系兩層點焊時：圖2所示。圖2三層焊點時：圖3所示。圖3點焊的使用范圍由板厚方面來看：點焊用于薄板重疊搭接，雖然損失了重疊局部的材料，但使總成裝配加工變得容易。如果板厚較大的話，重疊局部的材料也隨之增大，如果用對接接縫，熔焊焊接也不困難。與之

7、相反，隨著點焊板厚的增加，由于焊機電氣設備等機械電氣容量成倍增大，點焊變得十分不利。根據(jù)上述理由，一般點焊的板厚為1.6mm以下，板厚在1.63.2mm之間，很難判定是采用熔焊還是采用點焊，但在板厚為3.2mm以上，多數(shù)結構不采用點焊。汽車車身覆蓋件大都是低碳鋼的薄板。表2為低碳鋼板點焊的最小間距，最小搭接及強度，可供選取焊接標準時參考。表2板厚(mm)最小間距(mm)最小搭接(mm)A級B級C級焊點直徑(mm)強度(kgf)焊點直徑(mm)強度(kgf)焊點直徑(mm)強度(kgf)0.610114.5245以上3.5160以上3.0135以上0.812115.03554.02553.018

8、51.018125.54704.53703.02401.220146.06055.04903.53301.423156.57855.56003.53701.627167.09256.07304.04701.831177.010006.08154.05252.035187.5111606.59904.56602.440208.014656.511504.57652.845218.517907.014205.09803.250229.020457.016255.01120注：a.本表所示的被焊件材料的抗拉強度為3032kgf/mm2b.強度為剪切強度c.強度是按?焊接手冊?的數(shù)值，并按焊點直徑成比

9、例計算出來的，不是實驗數(shù)據(jù)。d.最小焊點間距表示了實質上能忽略相鄰點點焊分流效應的極限值。e.最小搭接是如圖4所示尺寸表示的長度。f.不等厚板焊接時，按薄板考慮。圖4點焊所需的最小空間：圖5所示。圖5點焊設備焊件的點焊是在點焊機上完成的。點焊機的種類很多，按用途可分為通用的和專用的兩大類。專用的點焊機主要是多點點焊機。通用式點焊機按安裝方法又可分為固定式、移動式或懸掛式點焊機；按電源性質分為頻、脈沖及變頻點焊機；按加壓機構的傳動裝置分為腳踏式、電動凸輪式、氣壓傳動式及液壓傳動式點焊機等。但不管哪一類點焊機，一般均由供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、加壓機構和冷卻系統(tǒng)等幾局部組成。固定式點焊機在車身焊接中主要

10、用來點焊合件、分總成和一些較小的總成。焊機不動，每焊完一個焊點后，焊件移動一個點距，以進行下一個焊點的焊接。移動式點焊機可以用在不便用固定式點焊機焊接的外形尺寸大的車身零部件。懸掛式點焊機是將焊接變壓器和焊接工具懸掛在空中，移動方便靈活，適合于裝焊大型薄板件。按變壓器與焊具連接方式，分為有纜式和無纜式兩種。有纜懸掛式點焊機的焊鉗與變壓器之間用一種特殊的電纜連接，其優(yōu)點是移動方便，適合于大總成的點焊，勞動強度低。缺點是二次回路長，功率損耗大。無纜懸掛式點焊機，它的焊接工具局部與變壓器直接連接，其優(yōu)點是由于沒有二次回路中電纜損耗，功率利用充分，在焊接同樣厚度的材料時，變壓器的功率和體積均可減小。缺

11、點是移動起來不方便。 縫焊縫焊類似于連續(xù)點焊，是以旋轉的滾盤狀電極代替點焊的柱狀電極。所以縫焊的焊縫實質上是由許多彼此互相重疊的焊點組成?？p焊按滾盤轉動與饋電方式可分為連續(xù)縫焊，斷續(xù)縫焊和步進式縫焊等。縫焊主要用于要求氣密性的焊縫.縫焊也是電阻焊，焊接原理跟點焊一樣，只不過是縫焊用滾盤代替了點焊的電極，焊件置于兩滾盤之間，靠滾盤轉動帶動焊件向前移動。同時通以焊接電流，形成類似連續(xù)點焊的焊縫。縫焊按滾盤轉動與饋電方式分為：連續(xù)縫焊、斷續(xù)縫焊和步進式縫焊。按供電方向或一次成縫條數(shù)也可分為單面縫焊、雙面縫焊、單縫縫焊和雙縫縫焊等。斷續(xù)縫焊時，滾盤連續(xù)轉動，焊件在兩滾盤間連續(xù)移動，而焊接電流斷續(xù)接通。

12、由于焊接電流間斷地接通，滾盤和焊件有冷卻的時機，滾盤損耗小，焊縫也不易過熱，因此應用最廣泛。由于縫焊的分流較大，故焊接電流一般比點焊增加2060%，具體數(shù)值視材料厚度和點距而定。要求氣密性的縫焊接頭，各焊點之間必須有一定的重疊，通常焊點間距應比焊點直徑小3050%，焊點間距可按以下經(jīng)驗公式選取。對于低碳鋼 C=2.83.2t對于鋁合金 C=2.02.4t 式中 C縫焊焊點間距mm； t兩焊件中較薄焊件的厚度mm。 對于非氣密性接頭，焊點間距可在很寬的范圍內變化，甚至可以使各相鄰焊點相互別離，成為縫點焊。 縫焊工藝參數(shù)主要是根據(jù)被焊金屬的性能、厚度、質量要求和設備條件來選擇，通常可參考已有的推薦

13、數(shù)據(jù)初步確定表3，再通過工藝試驗加以修正。表3 低碳鋼的縫焊標準條件板厚/mm電極壓力/N通電時間/周波休止時間/周波電流/A焊接速度/m/min焊點數(shù)/點/cm最小標準高速條件(A)0.60.81.01.62.02.42100240027003400450050002500320041005400680077002223341121121250015000183002100022000230002.702.622.502.302.152.034.34.53.54.04.13.0中速條件(B)0.60.81.01.62.02.4210024002700340045005000250032004

14、1005400680077002334672235661100013000150001750020000210001.901.831.701.601.401.274.74.03.52.82.42.2低速條件(C)0.60.81.01.62.02.4210024002700340045005000250032004100540068007700322466344466900012000135001540016000170001.141.070.990.910.760.705.15.55.14.94.04.3凸焊凸焊是點焊的一種變型，它是利用零件原有的能使電流集中的型面、倒角或預控制的凸點來作為焊

15、接部位的。凸焊時，一次可在接頭處形成一個或多個熔核。在汽車車身制造中，凸焊主要用于將較小的零件如螺母、墊圈等焊到較大的零件上。凸焊與點焊相比，其不同點是在焊件上預先加工出凸點，或利用焊件上原有的能使電流集中的型面、倒角等作為焊接時的局部接觸部位。因為是凸點接觸，提高了單位面積上的壓力與電流，有利于板件外表氧化膜的破裂與熱量的集中，減小了分流電流，一次可進行多點凸焊，提高了生產(chǎn)率，并減小了接頭的變形。凸焊的特征：即使熱容量明顯不同的組合也很容易得到良好的熱平衡焊接厚板和薄板時，厚板上加上突點，厚板的熱容量就等于薄板的熱容量?？傻玫脚c板厚無關的低強度焊接點焊時根據(jù)板厚決定焊點的大小。電極壽命長，操

16、作效率高。能進行焊點間距小的點焊。凸焊的標準凸起形狀如表4和圖6所示。表4 板厚(mm)突起尺寸CDEFRJ0.31.30.80.30.30.80.150.41.40.90.40.40.90.150.51.71.00.50.51.00.150.62.01.10.60.61.20.150.82.41.20.80.81.60.151.02.81.40.90.92.00.21.23.01.61.01.02.20.21.64.02.01.21.22.70.22.04.82.61.41.43.20.32.45.63.01.61.63.80.32.86.33.51.81.84.40.43.27.24.02

17、.12.15.50.4注：凸起的大小取決于薄板的板厚，凸起在厚板上加工。圖6凸焊由于需要預先沖制出凸起局部，所以比點焊多一些焊前準備的工序和設備。因而，在選用凸焊時，必須全面考慮。 為了使各個凸點熔化能均勻一致，凸焊時電極壓力和焊接電流應均勻地分布在同時焊的各個凸點上。為此，凸點沖制必須精確，尺寸穩(wěn)定，且焊件必須仔細清理。二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊是一種熔化極氣體保護電弧焊接法，它利用焊絲與工件間產(chǎn)生的電弧來熔化金屬，由CO2氣體作為保護氣體，并采用光焊絲作為填充金屬。CO2氣體保護焊與其他電弧焊相比，具有以下優(yōu)點：生產(chǎn)率高。操作性能好。焊接質量高。對鐵銹的敏感性小。本錢低。易于實現(xiàn)

18、機械化和自動化。氣體保護焊的適應性強，應用范圍廣。二氧化碳氣體保護焊的標準參數(shù)，主要有電源極性、焊絲直徑、電弧電壓、焊接電流、氣體流量、焊接速度、焊絲伸出長度、直流回路電感等。選擇這些參數(shù)的原那么是：要在保證焊接質量的前提下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率，并要注意焊接標準參數(shù)對飛濺，氣孔、焊縫形成及焊接過程穩(wěn)定性的影響，在汽車車身焊接中，常用的CO2氣體保護焊焊接標準列于表5中。表5 CO2氣體保護焊焊接標準接頭形式板厚/mm焊絲直徑/mm電流/A電壓/V焊速/m/minCO2流量/l/min焊腳/mm0.611.21.62.33.24.50.50.80.80.81.00.81.21.01.21.25

19、060701001201402201818192020230.420.580.450.500.550.500.5067101510151015101510151.21.62.33.24.50.81.21.01.21.01.21.01.21.09012013016021019192021220.500.500.500.500.50101510151015101510151.62.33.24.50.81.01.01.21.01.21.01.290120140160192020.5210.500.500.500.4510151015101510153.03.03.54.0焊接設備CO2氣體保護焊自動

20、焊機是由焊接電源、送絲機構、行走機構、焊矩、氣路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部件組成。氣路系統(tǒng)包括減壓閥、預熱器、枯燥器和流量計等。CO2氣體保護焊半自動焊機中設有行走機構，其余局部與自動焊機相同。CO2焊電源有如下幾種：抽頭式硅整流電源、高漏抗式硅整流電源、自調電感式硅整流電源、自飽和和電抗器式硅整流電源、可控硅式整流電源和晶體管式整流電源等。為了獲得較高的焊接質量，現(xiàn)在大都采用可控硅整流電源。送絲機構的作用是將焊絲按要求的速度送至焊接電弧區(qū)，以保證焊接的正常進行，一般都采用等速送絲方式。CO2氣體保護焊半自動焊機根據(jù)其送絲方式的不同，有推絲式、拉絲式和推拉絲式三種送絲機構，推絲式送絲機構用于直徑較粗的

21、焊絲。拉絲式送絲機構穩(wěn)定可靠，焊工操作范圍也不受限制，推拉絲式結構復雜，制作技術要求高，國內很少應用。國內焊機常采用雙主動式送絲輥輪，輥輪直徑一般為3040mm。焊槍是直接施焊的工具，起到導電、導絲、導氣的作用。常用的半自動焊槍有拉絲焊槍、推絲式手槍形焊槍和推絲式鵝頸形焊槍。激光焊接激光焊接是本世紀汽車工業(yè)上應用的新技術。它的原理是利用原子受輻射，使工作物質受激而產(chǎn)生的一種單色性高、方向性強、亮度高的光束，經(jīng)聚焦后把光束聚焦到焦點上可獲得極高的能量密度，利用它與被焊工件相互作用，使金屬發(fā)生蒸發(fā)、融化、熔合、結晶、凝固而形成焊縫。激光焊接特點由于激光束的頻譜寬度窄，經(jīng)會聚后后的光斑直徑可小到0.01mm，功