汽车制造工艺—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 焊接质量控制焊接质量控制焊接焊接1. 1. 焊接的实质焊接的实质焊接的实质是使两个分离的物体通过加热或加压，焊接的实质是使两个分离的物体通过加热或加压，或两者并用，在用或不用填充材料的条件下借助于原或两者并用，在用或不用填充材料的条件下借助于原子间或分子间的联系与质点的扩散作用形成一个整体子间或分子间的联系与质点的扩散作用形成一个整体的过程。的过程。焊接焊接 1) 焊接工艺焊接工艺 永久性连接永久性连接 起源于一次世界大战后（凡尔赛公约）起源于一次世界大战后（凡尔赛公约） 2) 现代工业的基础工艺现代工业的基础工

2、艺 造船、航空、锅炉、化工、机械、汽车造船、航空、锅炉、化工、机械、汽车2. 2. 焊接的定义焊接的定义焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。 1 1）、熔焊：）、熔焊： 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊焊接方法称为熔焊 2 2）、压焊：）、压焊： 焊接过程中，必须对焊件施加压力焊接过程中，必须对焊件施加压力, ,以完成焊接的方法称为压焊。以完成焊接的方法称为压焊。焊接焊接 3 3）、钎焊：）、钎焊： 钎焊是硬钎焊和软钎焊

3、的总称。采用钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。连接焊件的方法。3. 3. 焊接的分类焊接的分类焊接焊接2. 2. 汽车焊装对焊接工艺的要求汽车焊装对焊接工艺的要求1）提高焊缝的强度、耐蚀性、密封性和外观质量）提高焊缝的强度、耐蚀性、密封性和外观质量前悬挂件一般为箱形截面，采用电焊与电弧焊，前悬挂件一般为箱形截

4、面，采用电焊与电弧焊，电弧焊方面采用二氧化碳气体保护焊；电弧焊方面采用二氧化碳气体保护焊；3. 3. 几种典型汽车零件的焊接实例几种典型汽车零件的焊接实例2）采用经济的焊接工艺，适应大量生产和节省劳）采用经济的焊接工艺，适应大量生产和节省劳动力；动力；1）前悬挂件）前悬挂件2）转向轴）转向轴将渗碳后的蜗杆与轴相结合，一般采用闪光对焊，将渗碳后的蜗杆与轴相结合，一般采用闪光对焊，最近有摩擦焊代替闪光焊，可以得到较高的疲劳强度；最近有摩擦焊代替闪光焊，可以得到较高的疲劳强度；焊接焊接 3 3） 盘形车轮盘形车轮 盘形车轮由中间盘形辐板和外侧轮辋组成，一盘形车轮由中间盘形辐板和外侧轮辋组成，一般用点

5、焊固定。般用点焊固定。 4 4） 制动蹄制动蹄 使用凸焊工艺。使用凸焊工艺。 5 5） 后桥壳后桥壳 是以较厚钢板制成，焊缝长，以前采用埋弧自是以较厚钢板制成，焊缝长，以前采用埋弧自动焊，现在采用二氧化碳气体保护焊。动焊，现在采用二氧化碳气体保护焊。 6 6） 汽油箱汽油箱 一般采用滚焊工艺来保证其气密性。一般采用滚焊工艺来保证其气密性。 7 7） 车身零部件车身零部件 汽车上的板件采用汽车上的板件采用1mm左右的钢板制成左右的钢板制成,一般一般采用点焊采用点焊,基本上实现了焊接的自动化。基本上实现了焊接的自动化。焊接焊接1.2 1.2 焊接方法焊接方法根据焊接过程中金属所处的状态不同来介绍一

6、些常根据焊接过程中金属所处的状态不同来介绍一些常用的焊接方法用的焊接方法(一一) 电弧焊电弧焊1 1 、焊接电弧焊接电弧：气体介质中导电现象气体介质中导电现象。焊接焊接(二二) 埋弧焊埋弧焊 1 1 、特点特点：大电流（大电流（1000A1000A）、生产率高、焊接质）、生产率高、焊接质量高且稳定、节约金属、改善劳动条件、自动化程度量高且稳定、节约金属、改善劳动条件、自动化程度高、工艺装备复杂、适合批量生产高、工艺装备复杂、适合批量生产（三）电阻焊（三）电阻焊3 3、特点、特点 生产率高、焊接变形小生产率高、焊接变形小 操作简便、易实现自动（汽车外壳焊接）操作简便、易实现自动（汽车外壳焊接）

7、设备复杂、耗电量大设备复杂、耗电量大 接头形式、工件厚度受到限制接头形式、工件厚度受到限制2 2、电阻热：、电阻热：Q=IQ=I2 2RtRt4 4、分类：、分类： 点焊、缝焊、对焊点焊、缝焊、对焊 1 1、电阻焊：是利用电流通过工件及焊接接触面间、电阻焊：是利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，在施加压力形成焊接接头的焊接方法。在施加压力形成焊接接头的焊接方法。点焊点焊 是一种代表性的电阻焊，广泛使用压力机式点是一种代表性的电阻焊，广泛使用压力机式点焊机以及移动式点焊机；焊机以及移动式点焊机； 特点：特点

8、： 焊接过程中不产生弧光、有害气体及噪声焊接过程中不产生弧光、有害气体及噪声 自动化和机械化程度高自动化和机械化程度高加热集中，热影响区域小，易形成优良的焊接接头加热集中，热影响区域小，易形成优良的焊接接头点焊的接头形式点焊的接头形式缝焊缝焊 是一种连续进行的点焊方法，可获得密封优良的是一种连续进行的点焊方法，可获得密封优良的焊缝，适用于汽油箱、后桥壳等部件；焊缝，适用于汽油箱、后桥壳等部件； 焊接过程中焊接过程中, ,应将电极与焊接部位用水冷却应将电极与焊接部位用水冷却, ,也实也实用汽车顶盖周边焊接用汽车顶盖周边焊接. .对焊对焊 1、定义：、定义：是利用电阻热将两个工件沿整个端面同是利用

9、电阻热将两个工件沿整个端面同时焊接起来的一种电阻焊方法时焊接起来的一种电阻焊方法. .1)1)可用于工件的接长可用于工件的接长2)2)环形工件的对焊环形工件的对焊3)3)部件的组焊部件的组焊2、对焊应用、对焊应用对焊接头形式对焊接头形式闪光对焊闪光对焊 将焊件装配成对接接头将焊件装配成对接接头,接通电源接通电源,并使其端面逐渐并使其端面逐渐移近达到局部接触移近达到局部接触,利用电阻热加热这些接触点利用电阻热加热这些接触点(产生闪产生闪光光),使端面金属熔化使端面金属熔化,直至端部在一定深度范围内达到直至端部在一定深度范围内达到预定温度时预定温度时,迅速施加顶镦力完成焊接的方法迅速施加顶镦力完成

10、焊接的方法.摩擦摩擦 1) 工件间的相对运动产生的摩擦热能使结合面加工件间的相对运动产生的摩擦热能使结合面加热到锻造温度并在预锻力作用下，通过材料的塑性变形热到锻造温度并在预锻力作用下，通过材料的塑性变形和扩散过程，形成固态连接的焊接方法和扩散过程，形成固态连接的焊接方法. 2) 分类：惯性摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊、分类：惯性摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊、轨道摩擦焊、搅拌摩擦焊等轨道摩擦焊、搅拌摩擦焊等 3) 特点：焊接接头质量高、焊接效率高、质量稳特点：焊接接头质量高、焊接效率高、质量稳定、一致性好，可实现异种材料的焊接；定、一致性好，可实现异种材料的焊接；摩擦焊的接头形式摩擦焊的接

11、头形式钎焊钎焊 焊接过程中，采用比母材质量熔点低的金属材料作焊接过程中，采用比母材质量熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料但低于母材熔点为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料但低于母材熔点的温度，利用液态钎料湿润母材，充填接头间隙并与母的温度，利用液态钎料湿润母材，充填接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法；材相互扩散实现连接焊件的方法； 1 1、硬钎焊、硬钎焊 450450以上、接头强度以上、接头强度200MPa200MPa以上以上 自行车架、工具、刀具自行车架、工具、刀具 2 2、软钎焊、软钎焊 450450以下、接头强度以下、接头强度70MPa70MPa以下以下 仪表、导

12、电元件、各种低载荷构件仪表、导电元件、各种低载荷构件 3 3、加热方式、加热方式 烙铁、火焰、电阻、感应烙铁、火焰、电阻、感应钎焊的常见接头形式钎焊的常见接头形式钎焊接头的比较钎焊接头的比较电渣焊电渣焊 1）利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，）利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。接。 2）过程：开始焊接时，将焊丝与起焊槽短路起弧，）过程：开始焊接时，将焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣

13、达到一定深度时，增加焊丝的送进成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊阶段。转入电渣焊阶段。 3）特点：输入的热量大，焊缝附近容易过热，冲）特点：输入的热量大，焊缝附近容易过热，冲击韧性低，焊后一般要进行正火和回火处理。击韧性低，焊后一般要进行正火和回火处理。激光焊接激光焊接 特点：属于熔融焊接，以激光束作为能源，冲击在特点：属于熔融焊接，以激光束作为能源，冲击在焊接接头上；焊接接头上； 在焊接过程中，焊缝区金属从常温被加热到最高在焊接过程中，焊缝区金属从常温被加热到最高温度，然后

14、再逐渐冷却到常温。由于焊件上各点所处温度，然后再逐渐冷却到常温。由于焊件上各点所处的位置不同，其被加热的最高温度亦不相同；而热量的位置不同，其被加热的最高温度亦不相同；而热量的传递需要一定的时间，故各点达到其最高温度的时的传递需要一定的时间，故各点达到其最高温度的时间亦不相同，那么焊件上某点的温度随时间变化的过间亦不相同，那么焊件上某点的温度随时间变化的过程也不一样。程也不一样。 平板焊接过程中的应力与变形形成原理示意图平板焊接过程中的应力与变形形成原理示意图( (二二) )焊接裂纹与焊接变形的形式焊接裂纹与焊接变形的形式 焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。当焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。当焊接应力超过该材料相应温度的屈服应力时，焊件将焊接应力超过该材料相应温度的屈服应力时，焊件将产生变形；超过材料的断裂应力时，焊件将会产生裂产生变形；超过材料的断裂应力时，焊件将会产生裂纹甚至断裂。焊接裂纹包括纵向裂纹、横向裂纹、内纹甚至断裂。焊接裂纹包括纵向裂纹、横向裂纹、内部裂纹、根部裂纹等；焊接变形的基本形式有角变形、部裂纹、根部裂纹等；焊接变形的基本形式有角变形、弯曲变形、波浪变形、收缩变形、扭曲变形、错边变弯曲变形、波浪变形、收缩变形、扭曲变形、错边变形等形等. .( (三三) )预防和减小焊接应力及