焊装工程和基本的工艺1

1、焊装工程和基本的工艺 1目录1、汽车制造工艺简介2、焊装同步工程3、焊装工程开发及相关工艺2工艺简介在汽车制造工艺中四步：冲压-焊装-涂装-总装冲压：将钣件按照设计要求，使用模具冲压成型；焊接：按照设计要求，将各钣件焊接成白车身；涂装：对白车身进行前处理、底漆、中底漆、面漆、罩光漆；总装：将发动机等全部内外饰件装配到车身上，最后变成整车，整车经过各项指标检测合格后，即是商品车。34同步工程5678焊装工程开发91011焊装工程开发阶段主要工艺工作：1、标杆车车身结构参考分析Benchmark2、焊装生产线的分析规划3、车身数据工艺性分析校核4、夹具开发（还有模具、检具、盛具开发）：设计、仿真模

2、拟5、焊接设备开发：设计、选型、仿真模拟6、各项工艺文件编制7、各项设备加工、安装、调试8、车型试制（四个阶段）下面主要讲一些焊装工艺知识：12Benchmark131415工艺规划1617车身数据工艺性校核：181920211、点焊焊接边宽度设置222、焊接分总成结构形状要求 防止零件存储、输送变形（防止开口形状的出现、防止较长的悬臂出现等等）233、焊接结构空间过小问题 避免焊钳操作空间过小，焊钳容易碰伤钣金件。244、标准件焊接分析要素（1）在同一个总成上应用的焊接标准件尽可能统一，如固点焊或螺柱焊同时有M5和M6的螺母或螺栓。（2）标准件焊接空间不足。255、焊接搭接边厚度问题26夹具

3、开发三个方向可调主辅线不同的定位精度要求对称零件防错的设计主定位销圆销，副定位销菱形销、椭圆销定位孔所在面为平面，不能是曲面块的厚度高度尽量标准化尽量不选择复杂曲面做支撑定位面人机工程外观焊点尽量加铜板尽量不选择螺母孔作为定位孔小的不规则零件可考虑加磁铁2728焊接设备开发常用焊接方法：29序号焊接方法 分类应用范围1电阻焊点焊 悬挂式点焊 车身分总成机器人点焊车身分总成固定点焊 车身小型零部件凸 焊 螺母板、小分装件（板厚比超过1：3）螺柱焊 分总成植钉焊 （螺栓）分总成2熔化极电弧焊电弧、CO2气保焊（弧焊机器人）仪表骨架总成、车身分总成CO2气体保护焊(半自动) 补焊车身分总成氩弧焊补焊

4、车身总成3钎焊氧-乙炔焊改制、补焊车身及分总成说明：另外现在比较先进的有激光焊接。点焊还包括傀儡焊、自动焊、单面点焊。3031点焊系统：32分体式点焊机（DN3）：X型C型一体式点焊机（DN2）：33X型C型34固定式点焊机：35二保焊：36螺柱焊：主要是一体焊机和分体焊机的选型，包括钳形及参数；并根据钣金及夹具数模进行仿真模拟分析。下面介绍一下相关焊接工艺：3738一、电阻焊基础知识介绍电阻焊的定义： 焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。 Heat =I2RT 热量是由焊接电流和电阻形成的： 钢铁的电阻值范围是60到150微欧； 电阻焊接

5、钢铁的焊接电流是700018000A 焊接时间范围是8到48个周波 典型焊接程序： 10000安2 欧 X 0.24 秒(12周波)= 2400 J 点焊/凸焊的定义： 点焊： 焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化金属，形成焊点的电阻焊的方法。 凸焊：在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。39电阻焊阻值4041二、焊接设备与工艺介绍1、弧焊（CO2焊）“弧焊”应用金属板材与电极之间的电弧产生热量，溶合金属。电极可以在过程中提供填充金属，也可以不提供。虽然大部分弧焊工艺是由手工操作的，机器人

6、和自动弧焊系统也有应用。42焊接工艺参数 影响熔化极气体保护焊点焊缝熔深、焊缝几何形状和所有焊接质量的工艺参数如下：焊接电流（送丝速度）极性（直流反接-电弧稳定）电弧电压（弧长） (U=0.04*I+16+/-2 V)焊丝伸出长度（干伸长）（L=10*）焊接速度（）焊枪角度（10-15）（左焊法-便于观察焊接接头位置）焊接接头位置焊丝直径保护气体成分和流量典型的CO2焊焊接工艺参数（目前车间所采用的焊接工艺参数）： 焊丝直径mm，保护气体流量1015L/min， 电流70120A，电弧电压1822，干伸长812mm 短路过渡，适合全位置焊接。43焊枪角度/焊接位置的影响44CO2焊焊接缺陷产生

7、原因及防止措施45462、电阻点焊设备点焊焊接循环过程：47控制器提供信号控制点焊机动作接通和切断焊接电流设定焊接周波时间 控制焊接电流至变压器进行故障监控和处理48焊接变压器阻抗匹配（电阻成分：焊点、无感电缆、导体、变压器）；能产生大量电流（30 volts / 0.0015 ohms = 20,000amps ）；两个次级线圈；变压比范围从14:1至 60:1；次级电压范围从6至30伏；49电极向焊接区传递压力；向焊接区传输电流；导散焊件表面及焊接区的部分 热量；调节和控制电阻焊加热过程的 热平衡等。50向焊接区传递压力压紧零件；维持焊接电阻：-如果电阻太低，生成热量不够；-如果电阻太高，

8、生成热量过多；建立封闭压力：-当焊接热量形成，在压力下热量扩散至焊接金属。51向焊接区传输电流最小化电极帽与工件间的接触电阻；保持焊接界面的电流强度。52导散焊件表面及焊接区的部分热量焊接核心处生成的温度足以熔化铜电极；当焊点形成过大而超出表面，就生成焊接飞溅。53电极材料质量良好的导电性；良好的传热性；高温硬度与强度；良好的加工性能；高的抗氧化能力，并与被焊材料形成合金的倾向性小。 目前汽车企业点焊电极主要采用的是铬锆铜CuCrZr（软化温度550），硬度135HV，电导率43MS/m。54点焊电极结构电极形状一般要求：维护方便，便于安装及拆卸；不生成热量； 常用电极如右图所示，电极的公称直

9、径D根据标准规定其系列为10、13、16、20、25、32、40，对于这些直径D的电极，其最大电极力应符合右表要求的，且当D25mm时，电极尾部锥度为1：10；当D25mm时，锥度为1:5。特殊电极： 用于特殊情况下； 通常热容量较差；十分昂贵；维护很困难；55焊接工艺参数几乎有无数种焊接参数的结合方式来达到好的焊点；电流，压力，时间，电极材料，电极端面直径，冷却能力等相互作用，影响着焊接焊点质量；焊件材料本身的影响；5657585960点焊过程的影响因数61点焊分流的影响626364点焊熔核偏移65焊件材料的影响金属材料的板材厚度增加时:最小焊核尺寸增加；焊接压力增加；电极尺寸增加；焊接时间

10、增加；焊接电流增加；镀锌板材增加焊接电流1/3;电极压力约1/3；稍增加或不增加焊接时间；高强度钢增加焊接压力；可能需要增加焊核尺寸；66焊点过程参数对焊接工艺参数的影响67 点焊焊点无损检测凿检凿检焊点选择规则 确定检查工位的数量及位置，从而确认该检查工位涉及的焊枪和对应的焊接程序。对于每把焊枪，如果相同板材匹配的同排列焊点，可选取两端和中间的焊点；对于相同焊枪，且相同焊接程序的焊点，可选取接合面焊接要求最高的焊点；此外，可以加入平时检查中缺陷频率较高的焊点，控制风险。下列焊点一般不适于进行凿检：凿子无法达到的焊点车身外表面，平整度要求较高的焊点（包括铜板焊接）厚板焊接（），包括高强度钢（）

11、的焊点对于以上焊点，可以采用目视检查的方法，观察焊点的大小、颜色和压痕等特征，如果必要，还可以制作图示模板进行参照。有条件的话，还可以采用超声波无损检测的方法进行辅助检查。另外，在每次破坏性检查的时候应该重点关注此类焊点。凿检焊点的数量，建议不少于车间焊接焊点总量的30%。68凿检方法凿子焊件锤子非破坏性检查693、螺柱焊机 螺柱焊：将金属螺柱或类似的其他金属紧固件（栓，钉等）焊接到工件（例如钣金管道或其他结构）上去的方法。 特点：焊接时间短，焊接强度高，焊接能量集中，操作方便，焊接效率高，对母材热损伤小特点。70焊接工艺参数71螺柱焊无损检测办法用磅的橡皮榔头在一定的距离，角度和力度范围内敲

12、击螺柱，正反敲击，螺柱不脱落为合格。（示意图如下，图一中距离d在20cm-30cm范围内，角度a大于45度，榔头自由下落，确保敲击力度；图二中角度小于45度，确保敲击方向。）检验结束，检验工件必须修复后方可发交。 72短周期拉弧螺柱焊的缺陷和校正方法73车间焊接工艺参数的管理焊接参数的设定焊接工艺参数初始设定参照焊接工艺规范制订参考标准，然后可根据实际工艺进行适量调整。稳定后进行记录，备案。焊接工艺参数的调整没有焊接工程师指导或授权，任何人不能进行焊接工艺参数的调整。维修人员在焊接工程师不在场，而现场出现焊接质量问题时，可根据实际情况对焊接参数进行调整。对维修人员调整后的参数，焊接工程师必须负

13、责审核和跟踪。调整记录的管理焊接参数调整结束后，生产现场负责跟踪并作好记录(焊接质量问题跟踪单)。焊接工程师负责解决跟踪中出现的问题。在跟踪周期结束后，质量无问题，由焊接工程师及工段长共同确认后关闭。跟踪文件由焊接工程师归档，保存期限为12个月，并更新原来的焊接工艺参数卡片。74三、分析判断生产中的点焊质量问题以下为有缺陷焊点：虚焊：无熔核或熔核直径尺寸小于白车身焊接强度检验控制方法规定的尺寸的焊点；裂纹：沿着焊点周围有裂纹的焊点，周围有裂纹的焊点是不合格的；位置偏离：焊点之间的最大距离超过了产品技术图纸规定间距的30% ；压痕过深：非暴露面焊点压痕深度（D）不得超过钢板厚度（T）的50；在暴

14、露面上，焊点压痕深度（S）不得超过钢板厚度（T）的20，成型缺陷都要抛光。 扭焊：如果母材扭曲变形超过焊接面30度；变形：如果钢板被拉超过紧靠焊点周围的厚度的两倍，就判定该焊点有缺陷； 漏焊 ；烧穿；边缘焊点 ；注意：如果一条焊接边不允许有两处或者两处以上的缺陷焊点，缺陷焊点不得连续发生；焊缝末尾的焊点不得有缺陷（发现追溯核查补焊）。75虚焊无熔核或熔核直径尺寸小于白车身焊接强度检验控制方法规定的尺寸的焊点；焊点熔核直径的计算方法是互成直角时取两个测量值的平均值，其中一个明显是最小值。焊点熔核直径标准取两种厚度组合中的最薄厚度，三层板或三层以上的选择次薄厚度板材要求的熔核直径作为规定的尺寸。7

15、6压痕过深非暴露面焊点压痕深度（D）不得超过钢板厚度（T）的50；在暴露面上，焊点压痕深度（S）不得超过钢板厚度（T）的20，成型缺陷都要抛光。77裂纹扭焊变形裂纹：沿着焊点周围有裂纹的焊点，周围有裂纹的焊点是不合格的（焊点表面由于电极压下而留下的有限裂纹是合格的 ）扭焊：如果母材扭曲变形超过焊接面30度；变形：如果钢板被拉超过紧靠焊点周围的厚度的两倍，就判定该焊点有缺陷； 78边缘焊点 焊点不得超过任何焊接钢板的边缘79焊接质量问题板材之间飞溅；板材表面飞溅（粘电极）；电极墩粗成蘑菇头；焊接强度低；压痕过深；焊穿及裂纹；焊点过度发黑80板材之间飞溅直接原因：预压时间短；焊接压力低；板材附着赃

16、物；配合间隙差；焊点接近板材边缘；焊枪动作滞后；焊接角度不垂直间接原因：焊接电流高；电极对中性差；板材金属特性列举生产中实例并讨论81板材表面飞溅（粘电极）直接原因：预压时间短；焊接时间长；保持时间短；焊接压力低；冷却不通畅；板材附着赃物；配合间隙差；焊枪动作滞后；焊接角度不垂直；电极使用时间过长间接原因：焊接电流高；电极对中性差；板材金属特性列举生产中实例并讨论 冷却不通畅：（流量）82电极墩粗成蘑菇头直接原因：焊接时间长；焊接压力低；焊接电流高；电极头部面积小；冷却不通畅；电极使用时间过长间接原因：板材附着赃物；焊枪动作滞后；列举生产中实例并讨论83焊接强度低直接原因：焊接时间短；焊接压力高；焊接电流低；电极头部面积小；电极头部面积大；冷却不通畅；配合间隙差；焊点相邻太近等间接原因：焊点接近板材边缘；板材金属特性；焊接角度不垂直列举生产中实例并讨论 电极对中： 板材配合间隙： 边缘焊点84压痕过深直接原因：焊接时间长；电极使用时间过长间接原因：预压时间短；焊接压力低；焊接电流高；电极头部面积小；冷却不通畅；板材金属特性；焊接角度不垂直等列举生产中实例并讨论 焊接角度不垂直85焊穿及内部裂纹直接原因：保持时间短；焊接压力低；板材附着脏物；板材金属特性间接原因：焊接