摩托車油箱焊接工藝設(shè)計論文

湖北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGEPAGE35湖北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGEI摘要本文簡單論述了國內(nèi)外目前摩托車油箱焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及研究本課題的意義。以大運摩托車公司生產(chǎn)的DY-150型的騎式油箱為例，圍繞著油箱生產(chǎn)過程，作者通過分析油箱生產(chǎn)中常用的焊接方法和這些焊接方法可能產(chǎn)生的缺陷，提出了避免焊接缺陷方法或措施；通過分析油箱的焊接結(jié)構(gòu)特點及焊接性，提出了合理的油箱設(shè)計結(jié)構(gòu)及最新的油箱生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；根據(jù)所設(shè)計的摩托車油箱結(jié)構(gòu)，作者對比選擇了生產(chǎn)過程中所需要的焊機和弧焊機器人，成功的改進了大部分生產(chǎn)工藝并達到降低生產(chǎn)成本的目的；最后，作者選擇了油箱焊接中典型的焊縫，對典型的焊接選擇合理的焊接工藝參數(shù)，編制出焊接工藝卡，還簡單介紹了油箱焊后的檢驗方法。關(guān)鍵詞：摩托車油箱焊接性分析焊接工藝設(shè)計油箱焊后檢驗AbstractThispapermainlydiscussesthepresentsituationofmotorcycletankweldingtechnologybothhomeandabroad,andthesignificanceofmakingaresearchinthissubject.TakingDY-150tank-ridingofDaYunMotorcycleCompanyasanexample,fromthetankproductionprocess,theauthoranalyzestheproductionmethodswhicharecommonlyusedinweldingandthedefectsofusingthesemethods,andproposesawayormeasuretoavoidweldingdefects.Furthermore,theauthorsuggestsareasonabledesignstructureandthenewestproductionstructureoftank.Accordingtothedesigninmotorcycletankstructure,theauthorhaschosenaweldingmachineandweldingrobot,whichsuccessfullyimproveproductionprocessandachievethegoaloflowerproductioncosts.Finally,theauthorchoosesatypicaltankweldingseamandreasonableweldingprocessparameters,andthenestablishesaweldingprocesscardandgivestestingmethodsoftankwelding.Keywords:thetankofmotorcycle;analysisofwelding;designaboutweldingtechnique;testingmethodsofthefueltankwelding目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1問題的提出 11.2國內(nèi)外油箱焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 21.2.1國外油箱焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 21.2.2國內(nèi)油箱焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 31.3本課題研究的主要內(nèi)容及應(yīng)用意義 42油箱焊接結(jié)構(gòu)特點及焊接性 52.1DY-150騎式油箱三視圖 52.2油箱焊接質(zhì)量要求 52.2.1外觀要求 52.2.2密封性要求 62.3油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 62.3.1油箱邊子外形設(shè)計 62.3.2油箱后部聯(lián)接方式 72.3.3油箱蓋與油箱連接形式 72.3.4油箱進油口結(jié)構(gòu)形式 82.3.5燃油傳感器與油箱連接形式 92.4油箱焊接結(jié)構(gòu)特點 102.5油箱材質(zhì)的焊接性 102.6油箱焊接方法 112.6.1點焊、凸焊、縫焊 122.6.2氣焊和火焰釬焊 122.6.3混合氣體保護焊 132.6.4鎢極氬弧焊 173油箱焊接設(shè)備選擇 193.1弧焊機器人和箱口圈焊機選擇 193.1.1弧焊機器人選擇 193.1.2箱口圈焊機選擇 213.2電阻焊機選擇 213.2.1縫焊機選擇 223.2.2點焊機選擇 223.2.3多點焊機選擇 243.3二氧化碳氣體保護焊機選擇 254油箱焊接工藝設(shè)計 274.1DY-150騎式油箱焊接工藝流程圖 274.2上油箱體和箱口圈焊接工藝 284.2.1箱口圈焊接接頭的形式 284.2.2焊接設(shè)備 284.2.3焊接材料的選擇 284.2.4焊前準(zhǔn)備 284.2.5焊接參數(shù) 284.3周邊焊縫的焊接工藝 294.3.1縫焊的接頭形式 294.3.2焊接設(shè)備 304.3.3焊前準(zhǔn)備 304.3.4焊接參數(shù)的控制 304.4出油管的焊接工藝 314.4.1出油管的接頭形式 314.4.2焊接工藝 315摩托車油箱成品檢驗 33結(jié)論 35致謝 36參考文獻 37附錄 391緒論1.1問題的提出摩托車按照人的乘騎姿式分為騎式車，如圖1-1所示，坐式如圖1-2所示。坐式車油箱通常被覆蓋件遮住，稱作內(nèi)藏式油箱；而騎式車油箱剛因處于明顯位置，稱作外露式油箱。油箱用于盛裝汽油，要求焊縫具有密封性。如果汽油滲漏將會引起燃燒事故，直接威脅人身安全。圖1-1騎式摩托車圖1-2坐式摩托車另外，外露式油箱的外觀對整車起著重要的裝飾造型的作用，它的外觀質(zhì)量直接影響著摩托車的商品性。因此，保證油箱的焊縫質(zhì)量和外觀質(zhì)量是非常重要的。隨著我國加入了世貿(mào)組織，國內(nèi)的摩托車生產(chǎn)廠商，面臨著前所未有的競爭壓力，而且還有國際知名大公司的長驅(qū)直入，像日本HONDA、YAMAHA以及歐洲的比來橋等大的摩托車生產(chǎn)廠家，在國內(nèi)，有像重慶宗申、隆鑫、嘉陵、轟達，南京的金城，濟南的輕騎，海南的新大洲，浙江的錢江集團和一些不太有名的摩托生產(chǎn)廠家。中國目前的摩托車生產(chǎn)工藝還相對比較落后，過去十多年的競爭中，國內(nèi)的生產(chǎn)廠家都處于競爭劣勢，在最近十多年的發(fā)展中，中國的摩托車生產(chǎn)制造得到了很大的提高，逐漸的趕上國際先進水平。在未來新的一輪的競爭中，如何在眾多的公司的競爭中脫穎而出，改進焊接工藝流程，降低生產(chǎn)成本，成為關(guān)鍵。本文從實際出發(fā)，對進行摩托車油箱的結(jié)構(gòu)進行改進，減少焊縫條數(shù)，優(yōu)化焊接工藝參數(shù)，引進先進的焊接生產(chǎn)設(shè)備，加大油箱生產(chǎn)的簡單化、自動化、智能化，從而從根本上降低生產(chǎn)成本，提高公司的競爭力，達到并超過國際先進水平。1.2國內(nèi)外油箱焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀1.2.1國外油箱焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀在工業(yè)發(fā)達國家，油箱焊接質(zhì)量處于受控狀態(tài)，質(zhì)量很穩(wěn)定。這主要是因為這些國家普遍采用先進的油箱沖壓技術(shù)來保證零件的質(zhì)量，焊縫的再現(xiàn)性很好；焊接生產(chǎn)線上大量采用弧焊機器人，盡量減少人為因素的影響；生產(chǎn)線布置緊湊，責(zé)任制落實，零部件的在庫量為零。在國外，外露式油箱的生產(chǎn)存在二種工藝路線：一種是油箱體整體成形技術(shù)，整體成形時，沒有中縫焊接工序，減少了打磨量，提高了外觀質(zhì)量。但是，這種生產(chǎn)工藝方式，為了能夠脫模，將上模做成兩瓣，能夠分升，因而模具制作難度較大，對沖壓設(shè)備要求較高，需要大型沖壓設(shè)備。目前，這種方式生產(chǎn)的油箱只占油箱生產(chǎn)量的一半。另一種是油箱左右半體成形技術(shù)，油箱體由左右半體組成，如圖1-3所示，這種方式生產(chǎn)的油箱與前一種相比較，沖壓成本較低，沖壓工藝簡單，材料拉延深度相對較淺，材料不易破裂，模具壽命較長，零件表面不易被拉毛，材料利用率較高，廢品損失較少，缺點是需要中縫焊接。左右箱體沖壓后，送到焊接區(qū)，通過中縫弧焊機器人自動焊接后，將左右箱體連接成一個整體。機器人焊接生產(chǎn)的焊縫，質(zhì)量好，無氣孔、夾渣、未焊透、燒穿等缺陷出現(xiàn)，焊縫稍加打磨，則如同一個整體。a)油箱體焊接組合b)左右箱體中縫對接接頭形式圖1-3左右油箱體焊接組合在工業(yè)發(fā)達的國家，其油箱的生產(chǎn)自動化程度很高，中縫焊接和箱口圈焊接均是自動化，盡量減少人為的因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。在國外，沖壓件的精度高，一致性好，焊接間隙較小，焊縫的再現(xiàn)性好，油箱焊接生產(chǎn)線布置比較合理，工序間的銜接很緊湊，采用“一個流”的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品不落地，每個工序間的節(jié)拍比較接近，油箱焊接完成后就掛到空中運輸線上運到涂裝線涂裝，避免了油箱之間的劃傷和相互碰撞變形。這里要特別指出，弧焊機器人在提高油箱焊接質(zhì)量上起了非常重要的作用，使得油箱柔性生產(chǎn)成為可能。它是焊接自動化的跨越性進步，它突破了焊接剛性自動化生產(chǎn)的傳統(tǒng)方式，開拓了一種柔性自動化生產(chǎn)的新方式。剛性的焊接自動化設(shè)備，通常是通過靠?；蚴切》秶钠矫孀鶚?biāo)來實現(xiàn)自動化，因此，它一般都是專用的，只能適用于大批量生產(chǎn)。由于弧焊機器人的示教再現(xiàn)功能，當(dāng)要機器人完成一項焊接任務(wù)時，只需要人給它做次示教，它即可精確地再現(xiàn)示教的每一步操作。如果要機器人去做另一項工作，無須改變?nèi)魏斡布?，只要對它再做一次示教即可。這樣，當(dāng)生產(chǎn)中要改變車型的生產(chǎn)時，只須將產(chǎn)品和焊接夾具切換到位，從機器人電腦中調(diào)出事先編好的程序，即可正常生產(chǎn)。因此，弧焊機器人不僅適用于大批量生產(chǎn)，更為重要的是它使多品種、小批量自動化焊接生產(chǎn)成為可能。這對于市場要求不斷改型更新的摩托車零部件的自動焊接是再適合不過的了。在美國、日本、德國、瑞典等西方技術(shù)發(fā)達的國家，弧焊機器人己經(jīng)成批生產(chǎn)，并作為商品化的產(chǎn)品在市場上銷售，大量地運用于各種金屬材料的焊接上。特別是在汽車、摩托車工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。點焊機器人早在90年代中期就已在汽車制造業(yè)中用于轎車殼體生產(chǎn)線。至今在先進的西方國家里，汽車制造商們幾乎毫無例外地都采用了焊接機器人。如本田公司的轎車車殼生產(chǎn)線的點焊機器人，自動完成5000多個點的點焊任務(wù)，從車殼的裝夾、焊接、取出產(chǎn)品整個過程無人化。目前，日本是全世界擁有焊接機器人最多的國家，同時也是機器人生產(chǎn)量最大的國家。國外正大力研究第三代焊接機器人，即智能機器人，它能理解人的命令，感知周圍的環(huán)境，識別操作的對象，并自行規(guī)劃操作順序以完成賦予的任務(wù)。1.2.2國內(nèi)油箱焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀在國內(nèi)，外露式油箱也有整體成形的。一種成形方式是采用聚胺脂脹形，油箱體一次成形，不過從油箱體的成形質(zhì)量來看，不是很理想，表面有許多凹凸不平的地方；另一種成形方式是油箱體通過三次成形而得到，第一次預(yù)成形，第二次和第三次為左右兩邊收口，這種沖壓方式的缺點是由于深拉伸會產(chǎn)生線痕和收口時發(fā)生皺褶。目前，外露式油箱的油箱體大部分是由左右兩半焊接而成。左右油箱體分別沖壓成形再沖出搭邊，通過滾焊將左右兩瓣連接起來，中縫打磨后形成一個整體。在國內(nèi)，有一些板材對接專機在生產(chǎn)線上工作，如重慶洗衣機總廠的洗衣機殼的對接，采用的是TIG焊專機，生產(chǎn)線的布置由重大焊接教研室負責(zé)設(shè)計，板材對接效果比較好。在機器人的應(yīng)用方面，我國70年代初開始研究工業(yè)機器人，據(jù)1996年底的不完全統(tǒng)計，國內(nèi)已有500臺左右焊接機器人分布在大陸各大中城市的汽車、摩托車、工程機械等制造業(yè)。以這些機器人為主構(gòu)成的柔性焊接生產(chǎn)線，在提高焊接質(zhì)量、減輕工人勞動強度、改善焊接勞動條件等方面日益顯示出優(yōu)越性來。最近，首都鋼鐵公司和日本安川公司共同建立首鋼一摩托曼機器人公司，主要生產(chǎn)焊接機器人。這就為生產(chǎn)線上大量使用機器人創(chuàng)造了有利條件。目前，國內(nèi)大部分摩托車生產(chǎn)廠家將機器人主要用于車架焊接。國內(nèi)的油箱焊接還停留在較低水平。存在的主要問題是：沖壓件表面拉傷嚴重，成形時的皺褶，搭接焊后焊縫的焊接質(zhì)量較差，常有未熔合、飛濺、焊接變形等缺陷出現(xiàn)；火焰銅釬焊效率低，成本高；打磨工作量大，環(huán)境惡劣；試漏時用人工試漏，可靠性較差，效率低，勞動強度大；噴漆后的油箱外觀質(zhì)量不理想。油箱的焊接方法常見的有點焊、凸焊、縫焊、氣焊、火焰釬焊、錫鉛釬焊、TIG焊、MIG焊、MAG焊、二氧化碳氣體保護焊等。1.3本課題研究的主要內(nèi)容及應(yīng)用意義本課題以DY-150騎式油箱為例，尋求一種高效、低耗、高質(zhì)量的油箱焊接生產(chǎn)方式。研究內(nèi)容主要包括：①具體地分析油箱焊接的結(jié)構(gòu)特點、油箱材質(zhì)及焊接質(zhì)量要求；②對比選擇摩托車油箱焊接所需的焊接方法、焊接設(shè)備、焊接工藝；③分析焊接工藝參數(shù)，編制焊接工藝卡；④油箱的焊接接頭檢驗方法及檢驗過程。本課題尋找到的高效、低耗、高質(zhì)量的油箱焊接生產(chǎn)方式，己經(jīng)用于焊接生產(chǎn)，并生產(chǎn)出高質(zhì)量的油箱，獲得了較高的經(jīng)濟效益，在建立多品種、小批量、快節(jié)奏的柔性生產(chǎn)線方面走出了一條具有實際意義的新路，在我國民族工業(yè)的發(fā)展道路上邁出了堅實的步伐。2油箱焊接結(jié)構(gòu)特點及焊接性2.1DY-150騎式油箱三視圖騎式摩托車油箱三視圖的基本定位尺寸如圖2-1。圖2-1DY-150騎式油箱三視圖2.2油箱焊接質(zhì)量要求2.2.1外觀要求（1）白坯外表面無明顯的劃痕、凹痕、碰傷等缺陷；（2）邊子整齊、無錯邊、缺邊等現(xiàn)象，不劃手；（3）焊縫無飛濺、毛刺，焊縫平整、均勻、光滑，無咬邊、未焊透、氣孔、夾渣、未熔合、焊瘤、裂紋等缺陷；（4）點焊、縫焊無飛濺、毛刺，焊點核心直徑大于或等于3mm。檢驗方法是做試片，試片撕裂后測量焊點核心的直徑。2.2.2密封性要求焊點、焊縫不能有擊穿、燒穿等現(xiàn)象，焊縫要求具有密封性。密封性檢驗方法是：向油箱充入壓力為0.025～0.030MPa表壓范圍的壓縮空氣后，沉入水中，并在水中停置30秒，觀察有無氣泡產(chǎn)生，如果無氣泡產(chǎn)生，則為合格，否則，需要補焊。充氣壓力一定要控制在上述數(shù)值范圍，如果壓力過小，檢測結(jié)果可能出現(xiàn)偏差。如果壓力過大，會將油箱脹變形，使裝配尺寸發(fā)生變化，甚至造成油箱報廢。對剛性大一點的油箱則可適當(dāng)增大充氣壓力。如CJ50油箱，充氣壓力可以達到0.045～0.050MPa表壓。因為這種油箱中間有一個連接管，剛性比較好，不易變形。2.3油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖2-2內(nèi)藏式油箱根據(jù)摩托車的造型，油箱也相應(yīng)地有不同的造型和結(jié)構(gòu)特點。圖2-1為外露式（騎式）油箱，圖2-2圖2-2內(nèi)藏式油箱2.3.1油箱邊子外形設(shè)計油箱邊子外形設(shè)計上，如圖2-3所示，應(yīng)盡量避免在滾輪方向的小半徑圓弧。一般的情況下，取R1≥24mm因為R1過小，勢必下滾輪要做得更小，這樣下滾輪與上滾輪的直徑差異過大，使焊點核心偏移過多，造成漏氣。與滾輪盤相垂直且圓弧向焊機方向內(nèi)凹的部分，如圖2-3中的R2，也應(yīng)盡量避免過小，且圓弧段不應(yīng)過長，一般的情況下，取R2≥70mm。因為R2過小，上滾輪轉(zhuǎn)不過彎，不是傷到油箱體，就是滾出邊子。如果確實為了造型的需要，R不可能取大，那么最好把邊子加寬，利用邊子來保證滾焊的順利進行。圖2-3油箱體外形R示意圖2.3.2油箱后部聯(lián)接方式油箱后部連接方式有兩種：一種是支承板為單獨一個沖壓件，通過焊接與油箱聯(lián)接起來；另一種是直接在油箱體和內(nèi)側(cè)板后部多出一截，上面沖上孔，相當(dāng)于支承板，起支承油箱的作用，再點焊一件加強板，從而增加強度，圖2-3即為支承板與油箱為一整體的結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)各有所長，前者尺寸穩(wěn)定，但縫焊機下滾輪的外伸長度增加，板材消耗量大；后者裝配尺寸較難保證，需要焊接夾具，增加了支承板這個零件，加大了焊接工作量。2.3.3油箱蓋與油箱連接形式油箱蓋與油箱聯(lián)接的形式有鉸鏈?zhǔn)胶头倾q鏈?zhǔn)健τ诜倾q鏈?zhǔn)接拖渖w，如圖2-4b所示，其油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝油箱蓋處的外形更加圓滑，成形阻力小，不易破裂。對于鉸鏈?zhǔn)接拖渖w，如圖2-4a所示，其相應(yīng)的油箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，需要在油箱體上焊一件油箱蓋鉸鏈支承，因而用戶加油時，只需將油箱蓋打開后翻到一邊，方便加油。但沖壓時，要為油箱蓋鉸鏈支承沖出一個窩子，這個窩子就是裂紋產(chǎn)生的根源。另外在焊接這個支承時，容易產(chǎn)生裂紋、擊穿等現(xiàn)象，此處如果漏氣，補焊比較困難，有時甚至造成油箱報廢。a)鉸鏈?zhǔn)絙)非鉸鏈?zhǔn)綀D2-4油箱蓋與油箱連接的兩種形式2.3.4油箱進油口結(jié)構(gòu)形式常見的油箱進油口的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是直接在油箱體上沖出與油箱蓋相裝配的形狀和尺寸，如圖2-5a所示；另一種是僅在油箱體上沖一個孔，另外設(shè)計一個零件(稱作箱口圈)，將箱口圈焊在油箱體上，如圖2-5b所示，這種結(jié)構(gòu)，箱口圈既起到與油箱蓋裝配的作用，同時在油箱體內(nèi)起到擋油的作用，汽油在油箱中不會溢出。前一種結(jié)構(gòu)為了克服這一問題，增加了一個擋油圈和隔板，這兩個件與油箱體點焊在一起，不過點焊后有焊點痕跡，因此，這種結(jié)構(gòu)一般用在內(nèi)藏式油箱上。a)無箱口圈的油箱體b)有箱口圈的油箱體圖2-5油箱進油口結(jié)構(gòu)形式2.3.5燃油傳感器與油箱連接形式為了方便摩托車駕駛員了解油箱內(nèi)燃油使用情況，一般在組合儀表上都有油位指針，相應(yīng)地在油箱上要安裝一個燃油傳感器，這就多了一個焊接件，多了一個裝燃油傳感器的孔，也就多了一個漏氣的位置。圖2-6、圖2-7和圖2-8為燃油傳感器與油箱連接的三種形式，圖2-6為焊接螺栓連接形式，燃油傳感器穿入焊接螺栓中，用螺母固定。圖2-7為凸焊螺母連接形式，油箱上焊接螺母，燃油傳感器用螺栓壓緊在油箱上。圖2-8為壓板連接形式，用壓板將傳感器固定在油箱上。相比之下，圖2-7所示的在油箱上焊接螺母的結(jié)構(gòu)較簡單，有利于焊接，不易產(chǎn)生漏氣。圖2-6焊接螺栓連接形式圖2-7凸焊螺母連接形式圖2-8壓板連接形式2.4油箱焊接結(jié)構(gòu)特點油箱焊縫中以滾焊焊縫最長，DY-150油箱周邊滾焊焊縫長約為1.52米，焊縫為空間位置，這就要求操作者要有熟練的操作技藝，否則，就會傷及油箱體表面或滾到外面去，產(chǎn)生廢品。滾焊后油箱體變形嚴重，必須通過油壓機整形，使油箱體形狀平整、光滑，同時，也使?jié)L焊縫稍微凸出于油箱體表面。2.5油箱材質(zhì)的焊接性通常摩托車油箱是采用拉延性比較好的材料制成的，本文中我們選用的材料牌號為08Al，板材厚度為0.8±0.07毫米，其化學(xué)成分和機械性能如表2-1所示：表2-108A1化學(xué)成份和機械性能牌號化學(xué)成分機械性能C≤SiMn≤酸溶AlP≤S≤抗拉強度σb(MPa)伸長率δ10%≥屈服強度σs(MPa)≤08Al0.08痕跡0.400.02～0.070.0200.030255～3344220608Al是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的一種，薄板鋼中的Al脫氧鎮(zhèn)靜鋼冷軋板,其命名規(guī)則類同碳素結(jié)構(gòu)鋼，其兩位數(shù)字表示鋼中平均碳質(zhì)量分數(shù)的萬倍，即“08”表示鋼中平均碳質(zhì)量分數(shù)為0.08%。錳和硅對焊接性能有影響，08A1的碳當(dāng)量值為：08Al碳當(dāng)量值小于0.4%，因此，這種鋼的焊接性能優(yōu)良，通常情況下不會因焊接而引起嚴重的硬化組織，塑性和沖擊韌性也比較好，焊接時不必預(yù)熱。但是，鋼中的雜質(zhì)，例如，硫、磷、氧、氮對焊接接頭的裂紋敏感性以及力學(xué)性能都有重大影響。如果鋼中的硫、磷過多，則可能在晶界上形成低熔點的硫、磷化合物，引起焊縫熔合線附近的液化裂紋，甚至焊縫裂紋。此外，含硫量過多還可能引起氣少孔。氧在鋼中危害很大，會降低力學(xué)性能各項指標(biāo)(強度、塑性和韌性)，這種母材，氧的含量過多，往往與冶煉方法有關(guān)。在進廠驗收時必須嚴格控制，杜絕不合格板材進入工廠。另外，焊接材料的成份不合格時，例如，含碳量過高，含硫量過高，都能導(dǎo)致焊縫裂紋傾向增加。某些焊接方法可能給這種鋼的焊接質(zhì)量帶來麻煩。例如，常用的火焰釬焊，會使焊接熱影響區(qū)晶粒過于粗大，從而使這一區(qū)域金屬的沖擊韌性降低。另外，在電阻焊硬規(guī)范(即大電流，快冷速)的情況下，焊接處也可能出現(xiàn)淬硬組織。剛性大的接頭部位在溫度較低時可能出現(xiàn)裂紋。特別是在頭部、后部及半徑比較小的地方，配合間隙往往比較大，成形時己被深拉伸，形成了加工硬化，通過縫焊后，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，有可能在摩托車的使用過程中，殘余應(yīng)力得到釋放，從而發(fā)生漏油現(xiàn)象。2.6油箱焊接方法隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，焊接技術(shù)不斷進步,僅以新型焊接方法而言，到目前為止，已達數(shù)十種之多。選擇焊接方法時必須符合以下要求：(1)能保證焊接的質(zhì)量優(yōu)良可靠，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)費用低；(2)能獲得較好的經(jīng)濟效益；(3)比較容易實現(xiàn)焊接過程的半自動或自動化。適用于碳鋼焊接的方法很多，根據(jù)油箱的不同結(jié)構(gòu)特點及工廠的實際情況，油箱焊接方法常見的有點焊、凸焊、縫焊、氣焊、火焰釬焊、錫鉛釬焊、TIG焊、MIG焊、MAG焊、二氧化碳氣體保護焊等。錫鉛釬焊主要用于油箱的外觀補焊。在工序中或運輸中油箱有時被碰凹，可以用錫鉛釬焊補平。對其它焊接方法的具體應(yīng)用作如下分析。2.6.1點焊、凸焊、縫焊點焊主要用于左右連接座、加強板、支承板、墊圈、標(biāo)志支承、燃油傳感器支承、油箱蓋支承等的焊接以及油箱體與內(nèi)側(cè)板的點固焊。凸焊主要用于螺栓和螺母的焊接。這兩種方法生產(chǎn)效率都比較高，操作簡單。還有一種單面雙點焊方法，這種焊接方法一般都設(shè)計成專用點焊焊機，適合于大批量生產(chǎn)?？p焊是將油箱體和內(nèi)側(cè)板(對內(nèi)藏式油箱分別稱作上體和下體)聯(lián)接起來的主要方法，因為縫焊能形成致密的焊縫，保證油箱的密封性。在實際生產(chǎn)中，橫焊機用于周邊焊，這種方法目前被廣泛地應(yīng)用在汽車和摩托車油箱的焊接中。這種方法焊接效率高，質(zhì)量比較穩(wěn)定。但是這種焊機成本較高，對動力電源要求較高，能源消耗大，比較笨重，要求加壓系統(tǒng)剛性好，導(dǎo)電系統(tǒng)電阻小，有較少發(fā)熱，導(dǎo)電潤滑油要有較好的導(dǎo)電性和潤滑特性，滾輪壽命要長。點縫焊時，因規(guī)范選擇不當(dāng)，冷卻不良，電極尺寸和形狀不合規(guī)定，焊件表面清理不凈，焊件裝配不良，機臂剛度差等，就會出現(xiàn)焊點表面壓坑過深，局部燒傷或裂紋、未焊透、核心偏移、板件間起皺、錯位或變形等缺陷。其產(chǎn)生原因及改進措施見表2-2。2.6.2氣焊和火焰釬焊氣焊主要用于熔邊焊、中縫焊及沒有點焊、滾焊設(shè)備的地方和個別地方的補焊。目前這種方法己經(jīng)較少在油箱焊接中使用，主要原因是焊接熱量較分散、熱影響區(qū)寬、應(yīng)力應(yīng)變大，焊接質(zhì)量不易保證，生產(chǎn)效率低，難以實現(xiàn)自動化?；鹧驸F焊常用的是氧乙炔焰，這與氣焊相同，但加熱溫度比氣焊低500多度。由于銅與鐵有很好的親和力，因此用銅作釬料，用硼砂一硼酸混合物以及CJ301(即“粉301”)作釬劑。這種焊接方法加熱溫度在900多度，板材不易過熱，但由于火焰加熱熱量不集中，因而焊接變形較大，多用于箱口圈和出油管的焊接，釬料向母材和焊縫浸潤，保證接頭的密封性，但由于要加入銅合金，因此，成本較高，而且因要用氧乙炔氣體，給安全管理帶來難度。這種方法中，常見的缺陷是氣孔、夾渣、裂紋等，這些缺陷的產(chǎn)生會導(dǎo)致油箱漏氣，其影響因素見表2-3。表2-2油箱點縫焊常見缺陷及其產(chǎn)生原因缺陷產(chǎn)生缺陷的原因改進措施縫焊焊縫表面壓痕形狀及波紋不均勻滾輪磨損不均勻或粘鐵修整滾輪焊速過快調(diào)整焊速焊點壓坑過深及表面過熱通電時間過長調(diào)整規(guī)范電極壓力不足調(diào)整電極壓力電流過大改善冷卻條件嚴重飛濺焊件或電極表面不凈、污物多清理焊件與電極表面電極壓力不足或焊件與電極間未真正接觸提高電極壓力，更換磨損過度的電極縫焊速度過快采用軟規(guī)范滾盤過熱加大冷卻水流量裂紋焊前零件存在較大的內(nèi)應(yīng)力減小配合間隙，減輕加工硬化現(xiàn)象通電時間過長，焊縫過熱，晶粒邊界熔化調(diào)整規(guī)范電極壓力不足或鍛壓力加得不及時檢查氣路系統(tǒng)，消除鍛壓壓力滯后原因核心偏移端面尺寸或冷卻條件不當(dāng)控制電極尺寸和冷卻條件未焊透，核心小電流密度小調(diào)整規(guī)范，修整電極表面清理不良清理表面2.6.3混合氣體保護焊現(xiàn)在己逐漸出現(xiàn)由MIG焊、MAG焊代替火焰釬焊焊接油箱的趨勢。這主要是MIG,MAG焊可實現(xiàn)自動焊，使得焊接板材厚度為0.8mm的材料己變得比較容易。在惰性氣體中加入一定量的氧化性氣體，可獲得某些優(yōu)良的焊接性能，其具體作用表現(xiàn)在：提高熔滴過渡的穩(wěn)定性；穩(wěn)定陰極斑點，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性；改善焊縫熔深形狀及外觀成形；增大電弧的熱功率；控制焊縫的冶金質(zhì)量，減少焊接缺陷。降低焊接成本。表2-3油箱火焰釬焊缺陷產(chǎn)生的原因缺陷產(chǎn)生缺陷的原因氣孔焊前零件表面不佳釬焊溫度太高或保溫時間太長釬料或釬劑成份不合格夾渣釬劑使用量過多或過少間隙選擇不當(dāng)加熱不均勻部分間隙未填滿接頭間隙過大或過小，裝配時零件歪斜釬焊前零件表面準(zhǔn)備不佳釬料用量不足或浸潤性差釬劑不合格裂紋加熱不均勻或釬焊后冷卻太快釬焊前零件存在較大的應(yīng)力，冷作硬化嚴重下面主要分析氬氣中加入二氧化碳氣體后，電弧能量密度、熔滴過渡及焊縫成形的影響。(1)對電弧能量密度的影響混合氣體對電弧能量密度的影響，主要表現(xiàn)在對電弧電場強度、電弧溫度及電弧形態(tài)的影響。a)氣體介質(zhì)對弧柱電場強度的影響弧柱電場強度是指單位弧長電壓降的大小。電弧電場強度越大說明在同樣弧長條件下，電弧的能量越大，電弧的能量更加集中。b)氣體介質(zhì)對電弧形態(tài)及電弧溫度的影響如果氣體介質(zhì)使弧柱電場強度提高，按最小電壓原理，電弧為了維持穩(wěn)定的燃燒，損失較小的能量，必收縮其斷面，電弧的弧根不易上爬，使弧柱電場強度高的氣體電弧形狀要變細一些，電弧收縮，電弧能量密度提局。(2)氣體介質(zhì)對熔滴過渡的影響不同氣體介質(zhì)中的電弧，有不同的電場強度，造成電弧形態(tài)及能量密度的差別。不同電弧形態(tài)必然導(dǎo)致熔滴過渡形式的變化。下面介紹氬氣中加入二氧化碳氣體后對熔滴過渡、焊縫成形、接頭性能的影響。a)混合氣體對熔滴過渡的影響氬氣中加入電場強度比氬氣高的二氧化碳氣體，由于氣體介質(zhì)的壓縮作用，會使弧柱截面變細，弧根不能向上擴展，可以提高射流過渡臨界電流值。另外，在氬氣中加入二氧化碳氣體，由于改變了電弧形態(tài)及熔滴過渡的特點，在熔滴呈短路過渡的情況下可以顯著減少焊接過程中的飛濺，克服二氧化碳氣體保護焊的缺點。b)混合氣體對焊縫成形的影響混合氣體保護焊，可以通過改變氣體成分，改變和控制熔滴過渡形式，滿足不同焊接工藝的要求。減少飛濺，改善焊縫成形，這是應(yīng)用混合氣體保護焊的一個主要目的。MAG焊可以改善焊縫表面成形，使焊道平整光滑，沒有咬邊、焊瘤等缺陷。一般熔化極單一氣體保護焊，使用焊絲較細，電流密度很高，容易得到窄而高的表面凸起的焊縫。沒有熔劑和焊劑的保護，再加上焊速較快，容易造成母材與熔化金屬潤濕不良，使焊縫表面成形很差。當(dāng)氬氣中加入少量二氧化碳氣體時，這種情況就可以得到改善。這是因為氬氣中加入氧化性氣體以后，可以使陰極受到氧化作用生成微量的氧化物，可以穩(wěn)定陰極斑點。否則，電弧陰極斑點尋找氧化膜，使電弧漂移不定，造成焊縫邊緣流動性，使母材和熔化金屬潤濕性好，使焊道表面變得圓滑扁平，降低焊縫的加強高。c)混合氣體對焊絲熔化和接頭性能也有較大影響氣體成份影響電弧電場強度及電弧能量密度，因此，對焊絲的熔化速度也有很大的影響。反極性時氣體介質(zhì)成份對焊絲熔化速度的影響是很小的。在直流正接時，氣體成份對焊絲熔化速度有很大影響。氣體成份對焊絲熔化速度的影響，主要是因為氣體成份影響電弧電場強度的變化，引起電弧形狀及陰極壓降的變化。當(dāng)為直流正接時，陰極區(qū)產(chǎn)熱受氣體介質(zhì)的影響很大，在混合氣體中含有少量氧化性氣體時，在陰極表面會形成一定的氧化膜，金屬氧化物的逸出功比純金屬低，可以降低陰極壓降的數(shù)值，使陰極產(chǎn)熱少，焊絲熔化速度下降。綜上所述，在保護氣體中加入二氧化碳，會使弧柱電場強度隨著含氧量的增加而提高，增加電弧電壓；當(dāng)二氧化碳含量較少時，因電弧空間具有氧化性，它可以穩(wěn)定陰極斑點，增加電弧的穩(wěn)定性；氧與其它元素進行氧化反應(yīng)而放熱，可以提高電弧溫度；氧可以改變?nèi)刍饘俚谋砻鎻埩皾櫇裥浴Ｋ?，在氬氣中加入少量二氧化碳氣體時，可以改變焊縫成形，提高電弧溫度，有利于射流過渡，并改善熔化金屬的流動性，對焊縫成形有利。因此，箱口圈焊接、支承板焊接均采用MAG焊，逐漸取代縫焊和火焰銅釬焊。用MAG焊方法焊接油箱時，常見的焊接缺陷及其產(chǎn)生的原因和改進措施見表2-4。表2-4油箱氣體保護焊缺陷產(chǎn)生原因及改進措施缺陷產(chǎn)生缺陷的原因改進措施夾渣焊前零件表面不佳焊前清洗零表面焊絲成份不當(dāng)嚴格入廠驗收氣孔氣體保護不足控制好保護氣體的流量，清除噴嘴內(nèi)的飛濺焊絲被污染采用清潔無銹的焊絲工件被污染焊前清除工件表面的全部油、銹、塵土電弧電壓太高減少電弧電壓噴嘴與工件的距離太大減小焊絲伸出長度未熔合工件被污染減小焊絲伸出長度線能量不足檢查參數(shù)的變化情況零件不合格，焊縫偏移修模具未焊透線能量不合適檢查參數(shù)變化情況，保持噴嘴與工件的適當(dāng)距離焊槍角度不對保持焊槍的后仰角或前傾角燒穿線能量過大減小送絲速度和電弧電壓，提高行走速度焊接零件間隙太大加強零件質(zhì)量控制弧坑電流過大控制焊接電流，使用焊機的“收弧”功能裂紋焊前零件存在較大應(yīng)力，冷作硬化嚴重減輕冷作硬化程度2.6.4鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊是指以鎢或鎢合金（釷鎢、鈰鎢等）作為電極，用氬氣作為保護氣體的電弧焊方法，簡稱TIG焊。焊接時，根據(jù)焊縫的坡口形式及焊縫金屬性能的需要，可以添加或者不添加填充金屬。填充金屬通常從電弧的前方加入，但也可以預(yù)置在接頭的坡口或間隙之中。焊接過程可以用手工操作，也可以自動化。鎢極氬弧焊的特點：（1）優(yōu)點a)保護作用好，焊縫金屬純凈；b)焊接過程穩(wěn)定；c)焊縫成形好；d)具有清除氧化膜的能力；e)焊接過程便于實現(xiàn)自動化。（2）缺點a)需要特殊的引弧措施；b)對工件清理要求嚴格；c)生產(chǎn)效率相對不高。TIG焊可用于幾乎所有金屬和合金的焊接，它的生產(chǎn)率雖然不如其他的電弧焊高，但是容易得到高質(zhì)量的焊縫，特別適宜薄件、精密件的焊接。在摩托車油箱的焊接中，主要用于焊接出油管。鎢極氬弧焊可以根據(jù)它的工藝特點，進行不同方式的分類，但是最通常的分類方式，是票據(jù)使用的焊接電流種類和極性進行分類。分為直流鎢極氬弧焊、交流鎢極氬弧焊及脈沖鎢極氬弧焊。(1)直流鎢極氬弧焊直流鎢極氬弧焊的焊接電流為直流，沒有極性變化，電弧燃燒非常穩(wěn)定，然而它有正、負極性之分。工件接電源正極，鎢極接電源負極稱為直流正極性，反之，稱為直流反極性。直流正極性TIG焊直流TIG焊多采用直流正極性的施焊方式，此時鎢極為陰極，鎢極的熔點高，陰極電子熱發(fā)射能力強，一旦引燃電弧，就能穩(wěn)定地進行焊接。由于電弧十分穩(wěn)定，所以設(shè)備和工藝簡單。圖2-9為直流正極性TIG焊工作程序圖。圖2-9TIG焊的工作程序Q－保護氣體流量v－焊接速度I－焊接電流t－焊接循環(huán)時間t1－提前送氣時間t2－引弧時焊槍停留時間t3－電流遞增時間t4－焊接時間t5－熄弧時焊槍運動時間t6－電流衰減時間t7－延遲停氣時間(2)直流負極性TIG焊在實際生產(chǎn)中很少使用負極性TIG焊。其原因是鎢極易過熱，燒損快、焊縫熔深淺，電弧不夠穩(wěn)定，在摩托車油箱的焊接中很少用到，直流負極性具有“陰極清理作用”，所以一般用來焊接鋁、鎂及其合金。3油箱焊接設(shè)備選擇焊接設(shè)備的正確選擇對油箱的焊接質(zhì)量有著較大的影響。質(zhì)量低劣的焊機，無法提供穩(wěn)定的焊接電流，使焊接接頭質(zhì)量發(fā)生波動，焊出不合格焊縫?；『笝C器人在油箱焊接中的應(yīng)用使得工廠能夠建立起以焊接機器人為中心的柔性焊接生產(chǎn)線，從而適應(yīng)多品種、高質(zhì)量、小批量的生產(chǎn)需要，不斷生產(chǎn)出市場需求的新產(chǎn)品，從而使工廠在需求層次日益多樣化的市場中占據(jù)主要位置。下面對生產(chǎn)線上的主要設(shè)備的選擇及其性能作一分析。3.1弧焊機器人和箱口圈焊機選擇3.1.1弧焊機器人選擇對于弧焊機器人的選擇，進行廣泛調(diào)研很有必要。在眾多的機器人制造商中，通過對比日本的法那克公司(FanucLtd.)、安川公司(MOTOMAN),松下公司、瑞典伊莎公司(ESABAB)、ABB公司、荷蘭諾基亞公司(NokiaAB)、德國庫卡公司(KukaCO)、美國的米勒公司等機器人制造商，從性能和價格考慮，對于出油管和支承板焊接，選用了美國Miller公司OM-1403型五軸弧焊機器人。一、出油管、支承板焊機選擇以前，出油管焊接采用火焰銅釬焊，支承板焊接采用二氧化碳半自動焊。這次選用了美國Miller公司的OM1403A型弧焊機器人系統(tǒng)進行焊接。變位器由哈爾濱焊接研究所設(shè)計。美國Miller公司的OM-1403A型弧焊機器人系統(tǒng)構(gòu)成見圖3-1所示，主要技術(shù)參數(shù)為：軸數(shù)：5軸位置信號編碼：交流伺服電機和獨立編碼器驅(qū)動能力：130W(全部5軸)運動范圍：軸1：±130°軸2：150°(垂直運動方向760m)軸3：±150°軸4:±210°軸5:±130°限制軸運動保護方式：軟件限制(各軸)，過載限制開關(guān)(軸1,2,3為電子停止)和機械結(jié)束停止(軸1,2,3,4為硬件停比)最大速度：軸1:1100/秒軸2:1600/秒軸3:2200/秒軸4:4300/秒軸5:4300/秒手臂運動面積：0.64m2×260°手臂夾持最大重量：3kg位置重復(fù)精度：≤0.lmm環(huán)境條件:溫度0°～40°圖3-1OM-1403A弧焊機器人構(gòu)成圖3.1.2箱口圈焊機選擇過去，箱口圈焊接采用火焰銅釬焊，這次經(jīng)過調(diào)研選用了日本的箱口圈MAG自動焊機，型號為NAS-792,結(jié)構(gòu)略圖如圖3-2所示，電源采用日本CPVB-350逆變電源。日方提供了二種車型的焊接夾具，這種夾具小巧靈活，定位可靠，裝夾方便。圖3-2箱口圈自動焊機結(jié)構(gòu)示意圖3.2電阻焊機選擇對于電阻焊設(shè)備，通過對比國內(nèi)幾家有名的電焊機廠家、如成都電焊機廠、上海電焊機廠、成都電焊機研究所、成都瑪瑞電子設(shè)備廠、成都天府焊機公司、唐山松下產(chǎn)業(yè)等廠家，從焊機性能、售后服務(wù)、價格等諸方面作了比較后，選用了成都電焊機廠的電阻焊機。3.2.1縫焊機選擇由于縫焊機的好壞直接決定了油箱焊接的氣密性，因此，選用了FZ系列次級整流焊機。其特點是在焊接變壓器的次級用大功率硅二極管組進行整流，將交流變?yōu)橹绷?，對焊件進行加熱焊接的新型焊機。由于次級回路中感抗很小。因此，次級整流式直流縫焊機與同類型交流電焊機相比，具有功率因數(shù)高、熱效率高，焊接同樣厚度材料功率消耗小，焊縫質(zhì)量好等顯著特點?？p焊機技術(shù)參數(shù)焊機型號FZ-100額定容量100KVW額定負載持續(xù)率50%電源電壓交流、單相、380V,50Hz次極空載電壓3.52～7.04V次極電壓調(diào)節(jié)級數(shù)8級額定級數(shù)7級電極臂有效伸出長度610mm上焊輪最初行程35mm上焊輪最大行程(焊輪磨損后)105mm焊接速度0.6～4m/min最大工作壓力14KN額定工作壓力7KN焊接厚度(低碳鋼)2+2mm氣源網(wǎng)絡(luò)中壓縮空氣0.5MPa壓縮空氣消耗量(自由狀態(tài))0.3～0.5m3/h直流電動機功率0.75KW焊機外形尺寸(長×寬×高)1940×682×2084mm3.2.2點焊機選擇選用了成都電焊機廠的DN系列焊機，容量在63KVA以上。這種焊機的特點是外形大方，傳動系統(tǒng)為氣壓傳動。由于采用了滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，因此定位精度高，隨動性好，電極臂的剛性好。焊接過程由微機控制器完成，控制質(zhì)量穩(wěn)定。焊機操作為腳踏形狀開關(guān)式，具有較高的生產(chǎn)率和較低的勞動強度。由于油箱的開敞性不好，因此，必須對下電極進行結(jié)構(gòu)改造，如圖3-3所示：圖3-3下電極改造形式DN-63點焊機主要技術(shù)參數(shù)焊機型號DN-63額定容量63KVA負載持續(xù)率50%電源電壓交流、單相、380V,50Hz次極空載電壓3.34～6.67V次極電壓調(diào)節(jié)級數(shù)8級額定級數(shù)7級電極臂伸出長度600mm電極間距離200mm上電極工作行程20mm上電極輔助行程60mm最大電極壓力7NK低碳鋼焊接厚度2.5+2.5mm生產(chǎn)率65次/分鐘氣源壓力0.5MPa空氣消耗量5.5m3/h冷卻水流量16L/min外形尺寸520×1188×1870mm焊機重量600kg3.2.3多點焊機選擇由于這種多點焊機屬于專用設(shè)備，因此，經(jīng)過了廣泛的調(diào)研，了解了成都電焊機廠、成都電焊機研究所、沈陽電焊機廠等廠家，通過多次接觸、反復(fù)對比，最終選擇了沈陽電焊機廠做為內(nèi)側(cè)板水平多點焊機、內(nèi)側(cè)板垂直多點焊機和油箱體與內(nèi)側(cè)板組合點固多點焊機。主要技術(shù)參數(shù)見表3-1：變壓器主要技術(shù)參數(shù):額定初級電壓：380V額定初級電流：166A額定負載持續(xù)率：50%次級空載電壓調(diào)節(jié)范圍：4.52～6.56V次級空載電壓調(diào)節(jié)級數(shù)：5級額定次級電流：3649A絕緣等級：B級內(nèi)側(cè)板水平多點焊機上完成內(nèi)側(cè)板與左右連接座、加強板的水平方向焊點的點焊，左右連接座上焊點各4點，加強板上焊點為4點；垂直多點焊機上完成內(nèi)側(cè)板與出油管襯墊的點焊(2點)和加強板垂直方向補充點焊(4點)；周邊多點焊機上完成內(nèi)側(cè)板與油箱體組合點固焊(20點)。這三臺多點焊機可完成油箱上的大部分點焊工作，通過適當(dāng)調(diào)整焊接電極和下焊臺，能夠焊接其它車型的油箱，下焊臺更換比較方便；變壓器聯(lián)接在橫梁上，結(jié)構(gòu)緊湊，變壓器鐵芯采用冷軋硅鋼片，次級內(nèi)水冷繞組線圈絕緣采用環(huán)氧樹脂澆注結(jié)構(gòu)。應(yīng)用的是單面雙點焊原理，可直接在裝配夾具上裝配，能夠較好地保證裝配精度，通過多點焊機實現(xiàn)自動焊接；通過專用焊機的使用，減少了人為因素對焊點質(zhì)量的影響，提高了尺寸的精度和勞動生產(chǎn)效率。表3-1多點焊機主要技術(shù)參數(shù)DN-2×63SDN-2×63CDN-2×63Z電源電壓交流、單相、380V,50Nz焊機額定容量(KVA)2×632×633×63焊接變壓器臺數(shù)223工作節(jié)拍(秒)504551最多焊點數(shù)(點)121420焊接方式單面雙點最大電極壓力(KN)125012501100最大電極行程(mm)404040下工作臺行程(mm)850850900氣源工作壓強0.5MPa冷卻水消耗量23l/min23l/min29l/min壓縮空氣消耗量0.0042m3/min外形尺寸(長×寬×高)(m)1640×l290×l6901640×l290×l6902500×1340×1950重量(最重)2540kg2400kg2900kg3.3二氧化碳氣體保護焊機選擇通過比較選用了唐山松下KR350型C02/MAG半自動焊機，這種焊機具有：起弧成功率高，收弧填滿弧坑且無小球；能實現(xiàn)焊接中斷點重熔與覆蓋；小電弧自動去除粒絲；平行擺動和旋轉(zhuǎn)焊接，快速識別和均勻填充焊縫；晶閘管性能良好，能使電弧較穩(wěn)定，降低了飛濺，提高了焊接質(zhì)量。實際生產(chǎn)中，使用了富氬混合氣體保護焊，即在氬中加入20%的二氧化碳，增加了保護氣體的氧化性，從而細化了過渡熔滴，克服了電弧陰極斑點飄移及焊道邊緣咬邊等弊病。另外，加入二氧化碳后，增加了母材輸入熱量，提高了焊接速度，改善了焊縫成型，減少了飛濺。其主要技術(shù)參數(shù)如表3-2。表3-2KR350C02/MAG半自動焊機主要技術(shù)參數(shù)輸入電源三相、交流380V50-60Hz兼用額定輸入容量18.1KVA額定輸出電流DC60-350A額定輸出電壓DC16-36V負載持續(xù)率50%一元化對應(yīng)焊絲直徑(mm)低碳鋼實芯焊絲φ0.9、φ1.0、φ1.2外形尺寸(mm)376×675×747重量100kg4油箱焊接工藝設(shè)計4.1DY-150騎式油箱焊接工藝流程圖DY-150騎式油箱焊接工藝流程圖如圖4-1。圖4-1DY-150騎式油箱焊接工藝流程圖4.2上油箱體和箱口圈焊接工藝上油箱體與箱口圈的焊接有兩焊接方式比較常用，一種是軟釬焊，另一種是MAG自動焊，在這我們選擇用MAG自動焊。4.2.1箱口圈焊接接頭的形式因為油箱上體在沖壓油箱進口里，會有一定的卷邊，這時，我們的焊接接的形式可以卷邊焊縫，如圖4-2所示。圖4-2箱口圈焊接接頭示意圖4.2.2焊接設(shè)備在第三章中，我們對焊接的分析，并做出了設(shè)備的選擇，我們所選用的是日本的箱口圈MAG自動焊機，型號為NAS-792。4.2.3焊接材料的選擇摩托車油箱選用了08Al的碳素鋼，所以焊接材料的選用主要是按“等強匹配”的原則。我們選用了焊絲的牌號為H08Mn2SiA，直徑0.8mm，保護氣體為氬氣與二氧化碳的混合（體積比為12：3）。4.2.4焊前準(zhǔn)備除去焊絲的油污及水分，對于焊接母材主要進行機械清理，如用刮刀、銼刀、砂布、金屬絲刷、砂輪和噴砂等方法清除接母材的銹層、氧化膜層和表面防護層，在必的時候進行脫脂和化學(xué)清洗。4.2.5焊接參數(shù)表4-1箱口圈焊接工藝參數(shù)表序號焊接電流焊接電壓焊接速度焊絲干伸長混合氣體流量焊接時間（260°）1100A16V700mm/min8+1.015l/min15.1s290A14V600mm/min17.6s4.3周邊焊縫的焊接工藝在油箱的加工過程中，周邊環(huán)縫電阻焊是一道很關(guān)鍵的工序。不但要求焊縫能在一定壓力下具有密封性，還要保證焊縫外觀優(yōu)良，少或無飛濺產(chǎn)生的毛刺等焊接缺陷。從油箱的結(jié)構(gòu)特點我們看到，縫焊機的下滾輪必須做得較小，直徑在50mm左右，才能完成周邊的滾焊工作。而上滾輪直徑為300mm左右，二個滾輪直徑差異很大，造成上下滾輪與產(chǎn)品的接觸面積不同，上滾輪接觸面積大，散熱好。焊點核心直徑發(fā)生向上偏移，造成氣密性不好。要形成3～5mm的熔核，必須加大電流，這樣，極易使表面過熱而發(fā)生飛濺，嚴重地影響了油箱的外觀。要打磨掉這些毛刺，工作量很大。這樣，必須設(shè)計最佳縫焊規(guī)范參數(shù)，使焊縫具有密封性，少、無飛濺。4.3.1縫焊的接頭形式焊件裝配成搭接或斜對接頭并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法，稱為縫焊，圖4-3為縫焊的接頭形式?？p焊是屬于點焊的一種特別的形式，表4-2列出了一般點焊接頭有關(guān)尺寸。圖4-3縫焊的接頭形式表4-2一般點焊接頭有關(guān)尺寸尺寸定義參考值熔核直徑d(nm)結(jié)合面上的直徑2δ+3焊縫率A（%）A=h/(δ－c)30～70壓痕深度比c′（%）c′=c/δ≤204.3.2焊接設(shè)備我們選用FZ-100縫焊機。4.3.3焊前準(zhǔn)備除去焊絲的油污及水分，對于焊接母材主要進行機械清理，如用刮刀、銼刀、砂布、金屬絲刷、砂輪和噴砂等方法清除接母材的銹層、氧化膜層和表面防護層，在必的時候進行脫脂和化學(xué)清洗。4.3.4焊接參數(shù)的控制裝配因素：在縫焊前的點固焊時，采用比縫焊滾輪寬度B更小一點的點焊電極直徑中，取φ=0.8B；其次，在保證縫焊時，點焊點不脫焊，產(chǎn)品不位移的前提下，盡量減少焊點數(shù)，我們選擇了22個點，減少焊點數(shù)是為了減少縫焊時點焊點對電流的分流作用，從而將裝配因素對焊縫質(zhì)量的影響降到最低。圖4-4縫焊過程循環(huán)圖P：電極壓力，V：焊接速度，I：焊接電流，t1：預(yù)壓時間t2：通電時間，t3：停息時間工藝參數(shù)方面：第一，我們?nèi)∷髁繛?800ml/min左右，使?jié)L輪表面得到充分冷卻，減少了工件表面出現(xiàn)的飛濺。第二，及時修整上、下滾輪寬度尺寸和工作面。當(dāng)發(fā)現(xiàn)滾輪寬度超過原滾輪寬度的15%左右時，及時修整，當(dāng)發(fā)現(xiàn)工件粘銅，滾輪粘鐵和缺口，及時修整電極，保證焊接時有穩(wěn)定的接觸面和導(dǎo)電性。防止電流密度的變化而引起密封性變差或飛濺。為了保證焊縫的密封性，焊點之間必須要有一定的重疊量，焊點核心的重疊量一般在40～50%之間，其影響因素主要是焊接電流、焊接速度、通電時間、休息時間。從圖4-4縫焊過程循環(huán)圖可以看出，電極壓力、焊接速度、焊接電流、通電時間和停息時間各參數(shù)之間存在一定的關(guān)系。焊接速度決定滾盤與板件表面接觸面積的時間。因而，電流場的分布、分流大小、預(yù)熱與緩冷的傳導(dǎo)作用和能力等皆與焊接速度有關(guān)。當(dāng)工件連續(xù)送進時，通電與休息時間成周期變化，通電時間和休息時間對焊點核心有明顯的影響。根據(jù)有關(guān)資料和經(jīng)驗對比分析，設(shè)計編制出參數(shù)表，選定出最佳焊接規(guī)范參數(shù)范圍如表4-3：表4-3縫焊規(guī)范參數(shù)材料板厚（mm）焊接電流焊接時間停息時間焊接速度電極壓力滾輪寬低碳鋼0.8+0.88500～9500A2～3周波2～3周波1.3～1.4m/min0.01～0.015MPa5mm4.4出油管的焊接工藝4.4.1出油管的接頭形式采用手工電弧焊的方法將翻邊孔和出油管焊接，焊接接頭形式如圖4-5。圖4-5出油管焊接接頭形式4.4.2焊接工藝TIG焊的焊接參數(shù)有：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、氬氣流量、鎢極直徑、噴嘴直徑及填絲直徑等。手工焊接時，電弧電壓由焊工操作控制的弧長決定，焊接速度也由焊工掌握。此時需要調(diào)整的焊接參數(shù)中，主要的是焊接電流及氬氣流量。1．焊接電流通常根據(jù)焊件材料的性質(zhì)、板厚和結(jié)構(gòu)特點來選取焊接電流種類和大小。在這里我們選擇焊接電流為27A。2．鎢極直徑及端部形狀根據(jù)電流種類和大小選取相應(yīng)的鎢極直徑及端部形狀。小電流焊接時，選用小直徑鎢極和小的錐角，可使電弧容易引燃和穩(wěn)定，在大電流焊接時，增大錐角可避免尖端過熱熔化，減小損耗，并防止電弧往上擴展而影響陰極斑點的穩(wěn)定性。鎢極尖端角度對焊縫熔深和熔寬也有一定影響。增大錐角可減小焊縫的熔深，熔寬增大，反之則熔深增大，熔寬減小。這里我們選鎢極直徑為1.6mm。3．噴嘴直徑及氬氣流量噴嘴直徑與氬氣流量在一定條件下有一個最佳配合范圍，在這個配合范圍下，有效保護區(qū)最大，氣體保護效果最佳。若保護氣體流量過小，排除周圍空氣的能力差，保護效果不好；流量過大，易卷入空氣，保護效果也差。同樣，保護氣體流量一定時，噴嘴直徑過小或過大，保護效果均不好。噴嘴直徑（D）與鎢極直徑（d）的關(guān)系有以下經(jīng)驗公式：D=2d+E式中E=2～5mm。這樣計算出噴嘴直徑為5.2～8.2mm。對應(yīng)的氣體流量4～5l/min。4．噴嘴與焊件的距離噴嘴與焊件的距離越大，氣體保護效果越差。為了保證保護效果，噴嘴高度則應(yīng)盡可能低一些，自動焊時可控制在5mm，手工焊時為了便于觀察電弧位置，因距離太近會影響焊工視線，且容易使鎢與熔池接觸而短路，產(chǎn)生夾鎢，只能稍高一些，一般噴嘴端部與工件的距離在10mm為宜。出油管TIG焊焊接參數(shù)如表4-4。表4-4出油管焊接工藝參數(shù)焊接電流氬氣流量鈰鎢極直徑焊接速度27A5l/min1.6mm350mm/min5摩托車油箱成品檢驗檢驗是焊接生產(chǎn)過程中自始自終不可缺少的重要工序，是保證優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品焊接質(zhì)量的重要措施。焊接檢驗分三個階段進行：即焊前、焊接過程中和焊后成品檢驗。摩托車油箱是密封容器，對焊縫要進行密封性檢驗，檢驗方法如表5-1，油箱焊后成品檢驗通常使用沉水實驗。沉水實驗的具體步驟：常采用試漏槽，槽內(nèi)充滿水，檢驗時先用橡膠塞將油箱的一個孔堵住，然后從另一個孔中充入壓力約為0.152MPa的壓縮空氣，油箱沉入水面下20～40mm的深處，保壓20s，觀察焊縫是否有漏氣現(xiàn)象，如有漏氣，對漏氣處進行修補后，再次檢驗，質(zhì)量合格后打印、噴涂防銹油、入庫存放，或直接送涂裝車間進行涂裝工藝。氣密性檢驗時，為防止工件生銹，應(yīng)使用防銹水，冬天寒冷地區(qū)，對試漏槽的水應(yīng)進行加溫，以改善工人勞動條件。表5-1焊接接頭密封檢驗檢驗方法適用范圍檢驗程序評定方法煤油試驗敞開容器，儲存液體容器及同類其它產(chǎn)品的容器①在焊接接頭的一面涂上白堊粉水溶液，而另一面涂上煤油2～3次；②在氣溫高于－5℃的條件下，涂煤油后立即觀察，檢驗時間為15～30min；③碳鋼和低合金鋼做煤油實驗所需時間（水平位置）推薦為：金屬厚度≤20min，厚度為5～10mm為35min，厚度為為10～15mm為45min，厚度＞15mm為1h（注：當(dāng)煤油透漏為其它位置時，煤油作用時間可酌情增加）。在規(guī)定時間內(nèi)，焊縫表面未出現(xiàn)油斑和油帶，即定為合格載水實驗不受奪容器或敞口焊接容器①仔細清理容器焊縫表面，并用壓縮空氣吹凈，吹干；②在氣溫不低于0℃的條件下，在容器內(nèi)灌入溫度不低于5℃的凈水，然后觀察焊縫，其持續(xù)時間不得低于1h。在實驗時間內(nèi)，焊縫不出現(xiàn)水流、水滴狀滲出，焊縫及熱影響區(qū)表面無“出汗”現(xiàn)象，即定為合格焊接接頭密封檢驗(續(xù))沖水實驗難以進行水壓試驗和載水實驗的大型容器①用于出口直徑小于15mm的消防水帶往焊縫上沖水。水射流方向與焊縫所在表面夾角不小于70°；②實驗的氣溫應(yīng)高于0℃、水溫高于5℃。水壓應(yīng)不小于0.1MPa，以造成水在被噴射面上的反射水環(huán)直徑不小于400mm；③對垂直焊縫另一面進行觀察。焊縫的缺陷位置由出現(xiàn)水流、水滴狀滲出、焊縫及熱影響區(qū)“出汗”來確定沉水實驗只適用于小型焊接容器，如油箱將工件沉入水中20～40mm深處，然后試件內(nèi)充滿壓縮空氣，觀察焊縫處有無氣泡逸出出現(xiàn)氣泡處即為缺陷氨氣實驗可封閉的容器或構(gòu)件做密封性實驗①在焊縫上貼以浸透5%硝酸銀（汞）水溶液的試紙（其寬度比焊縫寬度在20mm）；②在制件內(nèi)部充入含10%（體積）氨氣的混合壓縮空氣（其壓力按制件技術(shù)條件規(guī)定），保持3～5min，然后對試紙進行觀察。試紙上出現(xiàn)黑色斑點處即為缺陷位置。此法比吹氣實驗更準(zhǔn)確、迅速吹氣實驗低壓容器和管道①用壓縮空氣噴吹焊縫，壓縮空氣壓力不小于0.4MPa，噴嘴與焊縫距離不大于30mm，且垂直對準(zhǔn)焊縫；②在焊縫另一面涂以100g/L的水肥皂液，觀察肥皂液一側(cè)是否出現(xiàn)肥皂泡。出現(xiàn)肥皂泡處即為缺陷氨氣檢漏致密性要求較高的焊縫①將容器抽真空；然后噴射氦氣或在容器內(nèi)通入微量氦氣；由專用氦氣質(zhì)譜檢漏儀（ZLS-23、JLH-1型）進行測漏根據(jù)檢漏儀定結(jié)果來判定結(jié)論論文工作針對騎式摩托車油箱，在分析油箱的結(jié)構(gòu)特點，材料焊接性及焊接缺陷的基礎(chǔ)上，得出以下結(jié)論：詳細分析了摩托車油箱在生產(chǎn)中常用的焊接方法，并列出了這些焊接方法在油箱焊接生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的焊接缺陷和防止缺陷的方法或措施；從分析油箱焊接結(jié)構(gòu)特點及焊接性中，提出了合理的油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計及最新的油箱生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；根據(jù)所設(shè)計的摩托車油結(jié)構(gòu)，對比選擇了生產(chǎn)過程中所需要的焊機及弧焊機器人；確定典型焊縫的焊接工藝及編制焊接工藝卡，并介紹油箱焊后檢驗的方法。致謝本論文是在導(dǎo)師胡心彬副教授的精心指導(dǎo)下完成的。在本科生學(xué)習(xí)期間，胡老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和踏實的工作作風(fēng)，深深地影響著我，他給予了我極大的關(guān)心和幫助，在此表示衷心感謝!同時，還要感謝卜智翔、王志偉、王立世、陳洪、周小平等老師對我的關(guān)心和幫助，在此表示深深的謝意!并感謝我的家人，只有在他們的物質(zhì)支持和精神鼓勵下，我順利完成論文。最后，向支持和關(guān)心我的領(lǐng)導(dǎo)、老師及朋友們致謝。參考文獻[1]．賈安東．焊接結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)．北京：機械工業(yè)出版社．2007[2]．韓國明．焊接工藝理論與技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社．2007[3]．上海市焊接協(xié)會．現(xiàn)代焊接生產(chǎn)手冊．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社．2007[4]．孫景榮．實用焊工手冊．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2007[5]．劉森．簡明焊工技術(shù)手冊．北京：金盾出版社．2006[6]．王宗杰．熔焊方法及設(shè)備．北京：機械工業(yè)出版社．2006[7]．陳代枝．摩托車油箱焊接工藝設(shè)計．焊接．2005(7)．19[8]．李亞江．焊接材料選用．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2004[9]．薛家祥．弧焊機器人的應(yīng)用．焊接．1999(10)[10]．蔡偉維．現(xiàn)代摩托車技術(shù)精華．成都：四川科技出版社．1998[11]．陳化新、徐爾強、王福清．摩托車構(gòu)造．武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版．1991[12]．傅希圣．MAG焊時焊絲熔化速度穩(wěn)定平衡的物理本質(zhì)．焊接技術(shù)．1997.(3)[13]．周振豐．金屬焊接性．北京：機械工業(yè)出版社．2005[14]．何為．逆變弧焊電源的可靠性．焊接技術(shù)．1997(3)[15]．溫安然．“焊接用C02”標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求．焊接．1999(6)[16]．魏艷紅．焊接工藝規(guī)程數(shù)據(jù)系統(tǒng)．焊接．1998(3)[17]．王雅民．點凸焊機機頭的改制．焊接技術(shù)．1997(1)[18]．王健強．四坐標(biāo)CNC自動焊接機．焊接技術(shù)．1997(6)[19]．張忠厚．K-90摩托車自動焊接機的設(shè)計．焊