汽车金属加工-

汽车工程材料第三节金属切削加工

第四节焊接(一)冲压模具1.冲压模具的类型

2.冲模的结构3)可获得强度高、刚性好、质量轻的冲压件。

4)冲压操作简单，工艺过程便于实现自动化、机械化，生产率高；但冲模制造复杂，要求高。

(一)冲压模具

(二)冲压工序

三、锻压工艺在汽车上的应用

1.冲压模具的类型(1)单工序模在压力机的一次冲程中只完成一个工序的模具。

(2)级进模实际上是把两个(或更多个)单工序模联在模板上而成。

(3)组合模冲床每次行程中，坯料在冲模中只经过一次定位，可完成两个以上工序。2.冲模的结构(1)凹模与凸模图5-46简单冲模

1—模柄2—上模板3—导套4—导柱5—下模板

6—压边围7—凹模8—压板9—导料板

10—凸模11—定位销12—卸料板2.冲模的结构(2)导料板与定位销用以保证凸模与凹模之间具有准确位置的装置。

(3)卸料板冲压后用来卸除套在凸模上的工件或废料。

(4)模架由上、下模板、导柱和导套组成。(二)冲压工序1.分离工序

2.变形工序1.分离工序(1)剪切用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序叫剪切。

(2)落料和冲孔落料和冲孔都是将板料按封闭轮廓分离的工序。图5-47落料(冲孔)时金属变形

情况示意图

1—凸模2—凹模1.分离工序5-47.TIF(3)整修使落料或冲孔后的成品获得精确轮廓的工序称为整修。2.变形工序(1)弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲，图5-48所示为弯曲变形过程简图。

(2)拉深使坯料变形成开口空心零件的工序称为拉深，图5-49所示为拉深过程简图。2.变变形形工工序序图5-48弯弯曲曲时时金金属属变变形形简简图图2.变变形形工工序序图5-49拉拉深深过过程程简简图图1——冲冲头头2——压压板板3——凹凹模模2.变变形形工工序序(3)翻翻边边使使带带孔孔坯坯料料孔孔口口周周围围获获得得凸凸缘缘的的工工序序称称为为翻翻边边。。(4)成成形形利利用用局局部部变变形形使使坯坯料料或或半半成成品品改改变变形形状状的的工工序序。。图5-50翻翻边边简简图图2.变变形形工工序序图5-51鼓鼓肚肚容容器器成成形形简简图图三、、锻锻压压工工艺艺在在汽汽车车上上的的应应用用1.精精冲冲2.精精密密锻锻造造3.挤挤压压铸铸造造4.粉粉末末注注射射成成形形5.板板料料无无模模多多点点成成形形6.塑塑料料增增强强反反应应注注射射成成形形7.旋旋压压成成形形第三三节节金金属属切切削削加加工工一、、金金属属切切削削加加工工基基础础知知识识二、、车车削削加加工工三、、铣铣削削加加工工四、、刨刨削削加加工工五、、磨磨削削加加工工六、、钻钻削削加加工工七、、机机加加工工工工艺艺在在汽汽车车上上的的应应用用一、、金金属属切切削削加加工工基基础础知知识识(一一)切切削削运运动动图5-52切切削削运运动动a)车车外外圆圆面面b)磨磨外外圆圆面面c)钻钻孔孔d)车车床床上上镗镗孔孔e)刨刨平平面面f)铣铣平平面面g)车车成成形形面面h)铣铣成成形形面面一、、金金属属切切削削加加工工基基础础知知识识(二二)切切削削用用量量图5-53切切削削形形成成的的表表面面一、、金金属属切切削削加加工工基基础础知知识识(1)切切削削速速度度vc在切切削削加加工工时时，，切切削削刃刃上上选选定定点点相相对对于于工工件件的的主主运运动动瞬瞬时时速速度度，，即即在在单单位位时时间间内内工工件件和和刀刀具具沿沿主主运运动动方方向向的的相相对对位位移移，，单单位位为为m／／s。。1)主主运运动动为为旋旋转转运运动动(车车、、铣铣、、刨刨、、磨磨、、钻钻削削加加工工)时时，，切切削削速速度度为为加加工工表表面面最最大大线线速速度度：：2)主主运运动动为为往往复复直直线线时时，，常常以以往往复复运运动动的的平平均均速速度度作作为为切切削削速速度度：：(2)进进给量f在主运动动的一个个循环内内，刀具具在进给给运动方方向上相相对工件件的位移移量，可可用刀具具或工件件每转或或每行程程的位移移量来表表述和度度量。(3)背背吃刀量量αp待加工表表面和已已加工表表面之间间的垂直直距离。。(三)切切削刀具具1.刀具具材料一、金属属切削加加工基础础知识(1)碳碳素工具具钢这这种材料料淬火后后有较高高的硬度度(59～64HRC)，容容易磨得得锋利，，价格低低，但热热硬性差差，在温温度达到到200～250℃时时，硬度度明显下下降，因因此它允允许的切切削速度度很低(vc小于10m／min)。(2)低低合金刃刃具钢它它比碳碳素工具具钢有较较高的热热硬性和和韧性，，其热硬硬性温度度可达300～～350℃，故故允许的的切削速速度比碳碳素工具具钢高10％～～40％％。(3)高高速钢这这种钢钢热处理理后硬度度可达62～65HRC，耐耐磨性好好；它的的热硬性性温度达达550～600℃，，允许的的切削速速度比碳碳素工具具钢高2～4倍倍；其抗抗弯强度度和韧性性比硬质质合金好好，能承承受较大大的冲击击力。(4)硬硬质合金金这种种材料具具有高的的硬度(87～～92HRA，，相当于于70～～75HRC)，热硬硬性温度度高达900～～1000℃，，因此它它允许的的切削速速度比高高速钢又又高出4～10倍。一、金属属切削加加工基础础知识(5)陶陶瓷材料料主要要成分为为氧化铝铝(Al2O3)，刀片片硬度可可达86～96HRA，热硬硬性温度度达1200℃℃，能承承受高的的切削速速度。(6)人人造金刚刚石硬硬度极高高(接近近10000HV，硬硬质合金金只有1000～2000HV)，，热硬性性温度为为700～800℃。。一、金属属切削加加工基础础知识图5-54车车刀的组组成1—副后后面2—副切切削刃3—前前面4—刀杆杆5——主切削削刃6—刀头头7—主后后面8—刀尖尖一、金属属切削加加工基础础知识(7)立立方氮化化硼是是人工合合成的高高硬度材材料，硬硬度达7300～9000HV，热热硬性温温度达1300～1500℃℃，切削削性能好好，适于于难加工工材料的的加工。。2.刀具具几何角角度(1)车车刀的组组成如如图5-54所所示，车车刀由刀刀头和刀刀杆组成成。1)前面面(Ar)为刀具具上切屑屑流过的的表面。。2)主后后面(Aa)为刀具具上同前前面相交交形成主主切削刃刃的后面面。3)副后后面(Aa′)为刀刀具上同同前面相相交形成成副切削削刃的后后面。4)主切切削刃(S)为起始始于切削削刃上主主偏角为为零的点点，并至至少有一一段切削削刃拟用用来在工工件上切切出过渡渡表面的的那个整整段切削削刃。5)副切切削刃(S′)为切切削刃上上除主切切削刃以以外的刃刃，亦起起始于主主偏角为为零的点点，但它它向背离离主切削削刃的方方向延伸伸。一、金属属切削加加工基础础知识6)刀尖尖为主切切削刃和和副切削削刃的连连接处相相当少的的一部分分切削刃刃。(2)正正交平面面参考系系为了了确定和和测量刀刀具切削削刃和切切削面的的几何形形状及在在空间的的位置，，设想以以下三个个辅助平平面作为为基准面面，如图图5-55所示示。1)基面面(pr)是过切切削刃选选定点的的平面，，它平行行或垂直直于刀具具在制造造、刃磨磨及测量量时适合合于安装装或定位位的一个个平面或或轴线。。2)主切切削平面面(ps)是通过过主切削削刃选定定点与主主切削刃刃相切并并垂直于于基面的的平面。。3)正交交平面(po)是通过过切削刃刃选定点点并同时时垂直于于基面和和切削平平面的平平面。(3)在在正交平平面内测测量的角角度如如图5-56所所示。一、金属属切削加加工基础础知识图5-55车车刀上的的三个辅辅助平面面1—主切切削平面面2——正交平平面3—底平平面4—车刀刀5——基面6—工工件一、金属属切削加加工基础础知识图5-56在在正交平平面内测测量的角角度1—正交平面面2—主切切削刀在基面面上的投影3—负前角时时的剖面4—正前角时时的剖面一、金属切削削加工基础知知识1)前角γo为前面与基面面间的夹角，，在正交平面面中测量，表表示前面的倾倾斜程度。2)后角αo为后面与切削削平面间的夹夹角，在正交交平面中测量量，表示后面面的倾斜程度度。3)楔角βo为前面与后面面的夹角，在在正交平面中中测量。(4)在基面面内测量的角角度如图5-57所示示。1)主偏角κr为主切削平面面与假定工作作平面间的夹夹角，在基面面中测量，它它能改变刀刃刃与刀头的受受力及散热情情况。2)副偏角κr′为副切削平平面与假定工工作平面间的的夹角，在基基面中测量，，它影响已加加工表面一、金属切削削加工基础知知识3)刀尖角εr为主切削平面面与副切削平平面间的夹角角，图5-57在在基面内测测量的角度一、金属切削削加工基础知知识在基面中测量量，它影响刀刀尖强度及散散热性能。(四)切削机机床的分类与与编号1.机床的分分类2.机床型号号编制方法二、车削加工工1.车床图5-58卧卧式车床外外观图1—进给箱2—交换齿齿轮箱3——主轴箱4—床身5—尾座6—丝杠7—光杠8—溜板与刀刀架9—溜溜板箱二、车削加工工(1)主轴变变速箱用来来支承主轴并并将电动机的的旋转运动传传递给主轴。。(2)挂轮箱箱把主轴的的旋转运动传传递给进给箱箱。(3)进给箱箱用来实现现车刀的进给给运动。(4)溜板箱箱把丝杠或或光杠的旋转转运动变为溜溜板和刀架的的直线运动。。(5)溜板分分上、中、、下三层。(6)刀架固固定在小滑滑板上，用来来装夹刀具并并与溜板一起起作进给运动动。(7)尾座安安放在车床床右端的导轨轨上。(8)光杠与与丝杠将进进给箱的运动动传递给溜板板箱。(9)床身车车床的基础础件，上述各各种部件都安安装在床身上上。二、车削加工工2.车床附件件(1)卡盘卡卡盘是应用用最广的夹具具，安装在车车床主轴上。。图5-59卡卡盘a)三爪自定定心卡盘b)四爪单动动卡盘二、车削加工工(2)花盘花花盘一般用用于装夹一些些形状复杂、、无法用卡盘盘装夹的零件。(3)顶尖在在装夹轴类类零件时，顶顶尖起支承与与定位作用。。二、车削加工工图5-60用用花盘装夹夹工件1—工件2—平衡铁二、车削加工工图5-61顶顶尖a)固定顶尖尖b)回转转顶尖二、车削加工工3.车刀种类类及车床工作作(1)车刀的的种类车刀刀的种类很多多，按用途可可分为外圆车车刀、左偏刀刀、右偏刀、、车孔刀、切切断刀、螺纹纹车刀、成形形刀等，如图图5-62所所示。(2)车床工工作在车床床上能进行多多种车削，如如车外圆、车车端面、钻孔孔、车孔、车车槽、切断、、车锥体、车车螺纹及车削削其他成形表表面等，此外外还可以滚花花、盘绕弹簧簧等。1)车外圆：：这是车床上上最基本的一一种加工，是是由工件的旋旋转和车刀作作纵向移动完完成的，如加加工光轴和阶阶梯轴、套筒筒、圆盘形零零件(如带轮轮、飞轮、齿齿轮)的外表表面。二、车削加工工图5-62常常用车刀a)45°外外圆刀b)75°外圆圆刀c)左左偏刀d)右偏刀e)车孔刀f)切断刀刀g)螺纹车刀刀h)成形形刀二、车削加工工2)车端面：：是由工件的的旋转和车刀刀作横向移动动完成的，图图5-63所所示为常用的的两种不同车车刀车端面的的情况。3)切断及车车槽：在车床床上切断工件件时，是用切切断车刀作横横向进给来完完成的，图5-64所示示为切断装在在卡盘上的短短工件。二、车削加工工图5-63车车断面二、车削加工工图5-64切切断工件4)钻孔、车车孔：在车床床上钻孔时，，二、车削加工工通常将钻头装装在尾座锥形形孔中，用手手转动尾座手手轮使钻头移移动进行加工工，如图5-65所示；；也可用夹具具把钻头装夹夹在刀架上，，或用床鞍拉拉动车床尾座座进行自动进进给钻孔。5)车圆锥面面：是由工件件作旋转运动动，车刀作直直线进给运动动并与工件回回转轴线成一一定角度来完完成的，如图图5-66所所示。图5-65用用车床钻孔孔二、车削加工工6)车螺纹纹：是由工工件作旋转转运动，螺螺纹车刀按按规定螺距距作纵向进进给来完成成的，如图图5-67所示。图5-66车圆锥锥面二、车削加加工7)车成型型面：是由由工件作旋旋转运动，，车刀作曲曲线进给运运动来完成成的，如图图5-68所示。二、车削加加工图5-67车螺纹纹二、车削加加工图5-68车成型型面三、铣削加加工1.铣床图5-69铣削三、铣削加加工(1)卧式式铣床铣铣床的主轴轴是水平的的，与工作作台台面平平行。(2)立式式铣床立立式铣床与与卧式铣床床的主要区区别是它的的主轴是直直立的，与与工作台成成垂直位置置，图5-71所示示为立式铣铣床的外形形图。图5-70万能卧卧式铣床1—床身2—主轴轴3—刀刀杆4——悬梁5—工作台台6—回转盘盘7—横横滑板8—升降台台三、铣削加加工图5-71立式铣铣床2.铣床附附件三、铣削加加工(1)机床床用平口虎虎钳在铣铣削工件时时，常使用用机床用平平口虎钳夹夹紧工件，，它通常用用T型螺钉钉固定在铣铣床工作台台上。图5-72机床用用平口虎钳钳(2)回转转工作台回回转工作作台用来辅辅助铣床完完成各种曲曲面和分度度零三、、铣铣削削加加工工件的的铣铣削削加加工工。。图5-73回回转转工工作作台台a)手手动动回回转转工工作作台台b)机机动动回回转转工工作作台台1——转转盘盘2——螺螺钉钉3——手手轮轮4——挡挡铁铁5——传传动动轴轴6——手手柄柄7——手手动动进进给给手手轮轮的的连连接接方方头头三、、铣铣削削加加工工(3)万万能能铣铣头头在在铣铣床床上上，，为为了了扩扩大大工工作作范范围围，，图5-74万万能能铣铣头头三、、铣铣削削加加工工可以以装装上上万万能能铣铣头头，，其其主主轴轴可可以以在在相相互互垂垂直直的的两两个个平平面面内内旋旋转转。。(4)万万能能分分度度头头分分度度头头是是万万能能铣铣床床的的重重要要附附件件，，在在铣铣床床上上加加工工某某些些机机器器零零件件(如如齿齿轮轮、、花花键键轴轴、、离离合合器器、、蜗蜗轮轮、、蜗蜗杆杆等等)和和切切削削工工具具(如如铰铰刀刀、、麻麻花花钻钻等等)时时，，都都要要使使用用分分度度头头。。图5-75分分度度头头外外形形图图1——顶顶尖尖2——主主轴轴3——回回转转体体4——螺螺钉钉5——壳壳体体6——分分度度盘盘7——分分度度手手柄柄8——分分度度叉叉三、、铣铣削削加加工工3.铣铣刀刀图5-76常常用用铣铣刀刀4.铣铣削削方方式式(1)铣铣刀刀寿寿命命顺顺铣铣时时，，因因机机床床进进给给机机构构和和螺螺母母之之间间存存在在间间隙隙，，而而切切削削力力与与进进给给方方向向一一致致，，在在切切削削力力的的作作用用下下会会引引起起工工件件和和工工作作台台沿沿进进给给方方向向突突然然移移动动，，使使铣铣刀刀受受到到冲冲击击，，甚甚至至出出现现刀刀齿齿崩崩毁毁或或工工件件飞飞出出等等现现象象；；而而逆逆铣铣时时，，铣铣削削力力与与进进给给方方向向相相反反，，丝丝杠杠和和螺螺母母总总是是保保持持紧紧密密接接触触，，不不会会出出现现以以上上的的现现象象。。三、铣削削加工图5-77顺顺铣三、铣削削加工图5-78逆逆铣(2)工工作平稳稳性顺顺铣时的的切削力力将工件件压向工工作台导导轨，三、铣削削加工使工件装装夹牢固固，能够够提高加加工表面面的质量量；而逆逆铣时，，铣削力力有将工工件及工工作台上上抬的趋趋势，加加大了工工作台与与导轨之之间的间间隙，引引起振动动。(3)工工作效率率顺铣铣可以提提高铣削削速度，，节省机机床动力力，较之之逆铣的的生产效效率高。。四、刨削削加工图5-79刨刨削与插插削a)刨削削b)插削1—待加加工表面面2——过渡表表面3—已加加工表面面四、刨削削加工1.刨床床(1)牛牛头刨床床主要要用来刨刨削中、、小型工工件，在在工具、、机修车车间进行行单件或或小批生生产时应应用较广广泛。图5-80B6065型牛牛头刨刨床外外观图图1—工工作台台2—刀刀架3——滑枕枕4—床床身5——摆杆杆机构6——变速速机构构7—进进给机机构8——横梁梁四、刨刨削加加工(2)龙门门刨床床用用来加加工大大型工工件，，或一一次装装夹加加工几几个中中、小小型工工件。。图5-81BM2015型型龙门门刨床床外观观图1—床床身2——工作作台3——侧刀刀架4——垂直直刀架架5—顶顶梁6——立柱柱7—横横梁8——进给给箱9——电动动机四、刨刨削加加工(3)插床床主主要用用来插插削直直线的的成形形内表表面，，图5-82所所示为为B5032型型插床床。2.刨刨刀图5-82B5032型插插床外外观图图1—滑滑枕2——床身身3—变变速箱箱4—进进给箱箱5—分分度盘盘6—工工作台台横向向移动动手轮轮7—底底座8——工作作台纵向移移动手手轮9——工作作台四、刨刨削加加工图5-83常常用刨刨刀a)平平面面刨刀刀b)偏偏刀刀c)刨刨槽槽刀d)成成形刀刀e)弯弯刨刨槽刀刀f)角角度度刀四、刨刨削加加工四、刨刨削加加工图5-84刨刨削所所能完完成的的工作作3.刨刨削加加工五、磨磨削加加工1.磨磨床(1)万能能外圆圆磨床床万万能外外圆磨磨床和和普通通外圆圆磨床床的主主要区区别是是：万万能外外圆磨磨床不不仅能能磨削削圆柱柱形工工件的的表面面，同同时还还能磨磨削圆圆锥表表面和和内孔孔。图5-85M1432A型型万能能外圆五、磨磨削加加工(2)内圆圆磨床床图图5-86所示示为M2110A型型普通通内圆圆磨床床。(3)平面面磨床床图图5-87所示示为M7120A型型平面面磨床床。五、磨磨削加加工图5-86M2110A型型普通通内圆圆磨床床1—工工作台台2—换换向撞撞块3——头架架4—砂砂轮修修整器器5—内内圆磨磨具6——床身身五、磨磨削加加工图5-87M7120A型型平面面磨床床1—驱驱动工工作台台手轮轮2—磨磨头3——滑鞍鞍4—横横向进进给手轮轮5—砂砂轮修修正器器6—立立柱7——换向向撞块块8—工工作台台9—垂垂直进进给手手轮10—床床身五、磨磨削加加工图5-88砂砂轮的的组成成1—空隙2—结合剂3—磨料五、磨削加工工2.砂轮(1)砂轮的的特性砂轮轮是由磨料(砂粒)和特特殊结合剂粘粘结而成的，，其构造如图图5-88所所示。1)磨料。2)粒度。3)结合剂。。4)硬度。5)组织。(2)砂轮的的形状砂轮轮的形状根据据磨床的类型型、加工方法法及工件的加加工技术要求求来确定，常常用的砂轮形形状如图5-89所示。。五、磨削加工工图5-89砂砂轮的形状状a)、b)平平形c)、、d)、e)碗形f)、g)、h)碟形i)、j)磨磨内圆用砂轮轮六、钻削加工工1.钻床图5-90台台式钻床六、钻削加工工(1)台式钻钻床台式钻钻床是一种小小型钻床，常常用来钻直径径在13mm以下的孔，，一般采用手手动进给。(2)立式钻钻床立式钻钻床的主要规规格用最大钻钻孔直径表示示，常见的有有25mm、、35mm、、40mm、、50mm等等几种类型。。(3)摇臂钻钻床如图5-92所示示，钻床的摇摇臂2可在立立柱4上作上上下移动和作作360°回回转，主轴箱箱1可沿摇臂臂2上的导轨轨作水平移动动，所以摇臂臂钻床工作时时可以很方便便地调整主轴轴3的位置。。图5-91立立式钻床1—工作台2—主轴3—进给箱箱4—主轴箱5—立柱6—底座六、钻削加工工图5-92摇摇臂钻床1—主轴箱2—摇臂3—主轴4—立柱六、钻削加工工2.钻头(1)钻头的的组成钻头头的种类很多多，有麻花钻钻、扁钻、深深孔钻、中心心钻等，其中中麻花钻是最最常用的钻头头。六、钻削加工工图5-93标标准麻花钻钻Ⅰ—工作部分分Ⅱ—颈部部Ⅲ—柄部部Ⅳ—导向向部分Ⅴ——切削部分1)钻柄：用用以传递动力力和夹持定心心。六、钻削加工工图5-94钻钻套和钻夹夹头a)钻套b)钻夹头2)颈部：是是工作部分和和钻柄之间的的连接部分。。六、钻削加工工(2)钻头的的主要角度标标准麻花钻钻的主要切削削角度由前角角、后角、3)工作部分分：是钻头的的主要部分，，包括导向部部分和切削部部分。图5-95麻麻花钻的切切削部分1—横刃2—主切削刃刃3—棱边边4—副后后面5—前前面6—副切削刃刃7—刀尖尖8—主切切削刃9——主后面六、钻削加工工顶角等组成。。1)前角。2)后角。3)顶角。六、钻削加工工图5-96加加工钢材的的“群钻”1—凹圆弧刃刃2—分屑屑槽3—横刃七、机加工工工艺在汽车上上的应用1)机械加工工工艺流程反反映了当代轿轿车制造业中中最先进的水水平，生产节节拍30～40s，生产产线部分采用用风冷干式切切削加工技术术。2)刀具材料料的选用。3)刀具典型型结构与加工工工艺。4)高速专用用数控机床。。第四节焊接接1)焊接与铆铆接等不可拆拆连接相比，，可节约金属属材料，接头头密封性好；；2)可用型材材等拼焊成焊焊接结构件，，以代替大型型复杂的铸件件；3)焊接容易易实现机械化化和自动化，，使生产周期期短，劳动强强度低；4)焊接设备备简单，操作作方便，产品品成本低。一、焊接的分分类及应用二、常用焊接接方法三、常用金属属材料的焊接接一、焊接的分分类及应用1.焊接的分分类(1)熔焊焊焊接过程中中将焊件接头头加热至熔化化状态，不加加压力完成焊焊接的方法称称为熔焊。(2)压焊焊焊接过程中中必须对焊件件施加压力(加热或不加加热)以完成成焊接的方法法称为压焊。。(3)钎焊采采用比母材材熔点低的金金属材料作钎钎料，将焊件件和钎料加热热到高于钎料料熔点低于母母材熔点的温温度，利用液液态钎料润湿湿母材，填充充接头间隙，，并与母材互互相扩散，实实现连接焊件件的方法称为为钎焊。一、焊接的分分类及应用图5-97主主要焊接方方法分类框图图2.焊接的应应用二、常用焊接接方法(一)焊条电电弧焊图5-98焊焊条电弧焊焊焊接过程1—正极2—焊件3—焊缝4—渣壳5—电弧6—保护气体7—焊焊芯8—药药皮9—焊焊条10——焊钳11—熔滴12—熔池池13—工工作台14—负极二、常用焊接接方法1.焊接电弧弧(1)电弧的的产生焊接接电弧是指由由焊接电源供供给的、具有有一定电压的的两电极间或或电极与焊件件间、在气体体介质中产生生的强烈而持持久的放电现现象，如图5-99所示示。(2)电弧的的组成焊条条电弧由阴极极区、阳极区区和弧柱区三三部分组成。。1)阴极区指指阴极的端部部是向外发射射电子的部分分，而发射电电子需消耗一一定的能量，，因此阴极区区产生的热量量不多。2)阳极区指指阳极的端部部是接收电子子的部分。二、常用焊接接方法3)弧柱区是是位于阳极区区与阴极区之之间的气体空空间区域，图5-99电电弧的形成成二、常用焊接接方法长度近似于整整个电弧长度度，它由电子子、正负离子子组成，其热热量大部分通通过对流、辐辐射散失到周周围的空气中中。(3)焊接电电弧的极性及及应用由于于直流电焊时时，焊接电弧弧正、负极上上热量不同，，所以采用直直流电源时有有正接和反接接之分。2.焊条电弧弧焊的电源及及工具(1)弧焊电电源按产生生电流种类不不同，可分为为弧焊变压器器和弧焊整流流器两大类，，也常被俗称称为交流弧焊焊机和直流弧弧焊机。(2)弧焊工工具包括焊焊钳、焊接电电缆、面罩等等。1)焊钳是一一种夹持器，，焊工用焊钳钳能夹住和控控制焊条，并并起着从焊接接电缆向焊条条传导焊接电电流的作用。。2)焊接电缆缆是焊接回路路的一部分，，其作用是传传导电流，一一般用多股纯纯铜软线制成成，外皮的绝绝缘性好且耐耐磨和耐擦伤伤。二、常用焊接接方法3)面罩的用用途是保护焊焊工面部不受受电弧的直接接辐射与飞溅溅物的伤害。。3.焊条(1)焊条的的组成主要要由焊芯和药药皮组成。1)焊芯。2)药皮指压压涂在焊芯表表面上的涂料料层。(2)焊条的的分类和型号号焊条的种种类繁多，分分类方法也很很多。表5-10焊焊条类类型和和代号号(3)焊条条的选选用一一般般情况况下，，酸性性焊条条的工工艺性性能较较好，，二、常常用焊焊接方方法但焊缝缝金属属的力力学性性能差差；碱碱性焊焊条的的工艺艺性能能稍差差，但但焊缝缝金属属的力力学性性能较较好。。4.焊焊接接接头的的组织织性能能(1)焊缝缝属属于铸铸态组组织。。(2)热影影响区区焊焊接过过程中中由于于至焊焊缝中中心的的距离离不同同，因因此在在焊缝缝及其其附近近区域域的温温度分分布就就不均均匀。。1)过过热区区是指指在影影响区区中温温度接接近于于AE线，冷冷却后后得到到粗大大组织织的区区域。。图5-100低低碳碳钢的的熔焊焊接头头二、常常用焊焊接方方法2)正正火区区是指指在热热影响响区中中温度度接近近于Ac3，具有有正火火组织织的区区域。。3)部部分相相变区区是指指在热热影响响区中中，温温度处处于Ac1至Ac3之间，，部分分组织织发生生相变变的区区域。。(3)熔合合区焊焊接接接头头中焊焊缝向向热影影响区区过渡渡的区区域，，该区区在焊焊接时时处于于半熔熔化状状态，，组织织成分分极不不均匀匀，力力学性性能不不好。。(二)埋弧弧焊1.埋埋弧焊焊的焊焊接过过程二、常常用焊焊接方方法2.焊焊接材材料图5-101埋埋弧弧焊的的纵截截面图图1—母母材金金属2——电弧弧3—焊焊丝4——焊剂剂5—熔熔化的的焊剂剂6—渣渣壳7——焊缝缝8—熔熔池二、常常用焊焊接方方法表5-11埋埋弧焊焊常用用焊剂剂牌号号3.埋埋弧焊焊工艺艺二、常常用焊焊接方方法图5-102自自动动焊的的引弧弧板和和引出出板二、常常用焊焊接方方法图5-103自自动动焊的的焊剂剂垫二、常常用焊焊接方方法4.埋埋弧焊焊的特特点和和应用用图5-104环环缝缝埋弧弧焊示示意图图二、常常用焊焊接方方法1)埋埋弧焊焊电流流比焊焊条电电弧焊焊高6～8倍，，不须须更换换焊条条，没没有飞飞溅，，生产产率提提高5～10倍倍。2)埋埋弧焊焊焊剂剂供给给充足足，保保护效效果好好，冶冶金过过程完完善，，焊接接参数数稳定定，焊焊接质质量好好，而而且稳稳定，，对操操作者者技术术要求求低，，焊缝缝成形形美观观。3)改改善了了劳动动条件件，没没有弧弧光，，没有有飞溅溅，烟烟雾也也很少少，劳劳动强强度较较低。。4)埋埋弧焊焊适应应性差差，只只焊平平焊位位置，，通常常焊接接直缝缝和环环缝，，不能能焊空空间位位置焊焊缝和和不规规则焊焊缝。。5)设设备结结构较较复杂杂，投投资大大，调调整等等准备备工作作量较较大。。二、常常用焊焊接方方法(三)气焊焊图5-105氧氧乙乙炔焊焊二、常常用焊焊接方方法(1)中性性焰在在焊焊炬的的混合合室内内，氧氧与乙乙炔的的混合合体积积比为为1.1～～1.2时时所形形成的的火焰焰。(2)碳化化焰氧氧与与乙炔炔的数数量混混合体体积比比小于于1.1时时的火火焰。。(3)氧化化焰氧氧与与乙炔炔的混混合体体积比比大于于1.2时时的火火焰，，火焰焰中有有过量量的氧氧，在在尖形形焰芯芯外面面形成成一个个有氧氧化性性的富富氧区区。(四)气体体保护焊1.CO2气体保护焊焊图5-106C气体保护护焊设备示示意图1—C气气瓶2——预热器3—高压压干燥器4—气体体减压阀5—气体体流量计6—低压压干燥器7—气阀8—送丝丝机构9—焊枪10—可可调电感11—焊焊接电源12—工工件二、常用焊焊接方法(1)成本本低CO2气体比较便便宜，焊接接成本仅是是埋弧自动动焊和焊条条电弧焊的的40％左左右。(2)生产产率高焊焊丝送进自自动化，电电流密度大大，电弧热热量集中，，所以焊接接速度快。。(3)操作作性能好CO2气体保护焊焊电弧是明明弧，可清清楚看到焊焊接过程，，如同焊条条电弧焊一一样灵活，，适合全位位置焊接。。(4)焊接接质量比较较好CO2气体保护焊焊焊缝含氢氢量低，采采用合金钢钢焊丝易于于保证焊缝缝性能。二、常用焊焊接方法(5)焊缝缝成形差，，飞溅大烟烟雾较大大，控制不不当易产生生气孔。(6)设备备使用和维维修不便送送丝机构构容易出故故障，需要要经常维修修。2.氩弧焊焊图5-107氩弧弧焊示意图图a)熔化极极b)钨钨极1—送丝轮轮2—焊焊丝3——导电嘴4—喷嘴嘴5—进进气管6—氩气流流7—电电弧8—工件9—钨极极10——填充金属属丝二、常用焊焊接方法1)机械保保护效果很很好，焊缝缝金属纯净净，成形美美观，质量量优良。2)电弧稳稳定，特别别是小电流流时也很稳稳定。3)采用气气体保护，，电弧可见见(称为明明弧)，易易于实现全全位置自动动焊接。4)电弧在在气流压缩缩下燃烧，，热量集中中，熔池小小，焊速快快，热影响响区小，焊焊接变形小小。5)氩气价价格较高，，因此成本本较高。二、常用焊焊接方法(五)电渣渣焊图5-108丝极极电渣焊过过程示意图图1—工件2—金属属熔池3—渣池4—导丝丝管5—焊丝6—强制制成形装置置7—引引出极8—金属熔熔滴9——焊缝10—引弧弧板二、常用焊焊接方法图5-109板极极电渣焊示示意图1—工件2—板极极3—强制成成形装置二、常用焊焊接方法图5-110熔嘴嘴电渣焊示示意图1—工件2—熔嘴嘴3—导导丝管4—焊丝5—强制制成形装置置二、常用焊焊接方法图5-111管极极电渣焊示示意图1—工件2—管极极(钢管)3—焊焊丝4—导电板板5—药药皮二、常用焊焊接方法1)适合焊焊接厚件，，生产率高高成本低。。2)焊缝金金属比较纯纯净，电渣渣焊机械保保护好，空空气不易进进入。3)焊接接接头组织粗粗大，焊后后要进行正正火处理。。(六)电阻阻焊二、常用焊焊接方法图5-112电阻阻焊种类a)点焊b)缝焊焊c)对对焊1.点焊二、常用焊焊接方法表5-12点焊、、缝焊接头头推荐使用用尺寸(单单位：mm)二、常用焊焊接方法表5-12点焊、、缝焊接头头推荐使用用尺寸(单单位：mm)2.缝焊3.对焊二、常用焊焊接方法(1)电阻阻对焊是是将两个工工件装夹在在对焊机电电极钳口内内，先加预预压使两焊焊件端面压压紧，再通通电加热，，使被焊处处达到塑性性温度状态态后断电并并迅速加压压顶锻，使使高温端面面产生一定定塑性变形形而完成焊焊接。(2)闪光光对焊是是两焊件先先不接触，，接通电源源，再移动动焊件使之之接触。(七)钎焊焊二、常用焊焊接方法(1)软钎钎焊钎料料熔点在450℃以以下的钎焊焊叫软钎焊焊。图5-113对焊焊接头举例例a)合理b)不合合理Δ—对焊时时总缩短量量二、常用焊焊接方法(2)硬钎钎焊钎料料熔点在450℃以以上，接头头强度较高高，都在200MPa以上。。图5-114钎焊焊接头举例例二、常用焊焊接方法图5-115环状状钎料的安安置二、常用焊焊接方法(八)常用用焊接方法法的比较和和选用二、常用焊焊接方法表5-13常用焊焊接方法比比较二、常用焊焊接方法表5-13常用焊焊接方法比比较二、常用焊焊接方法表5-13常用焊焊接方法比比较(1)接头头质量和性性能要符合合结构要求求选择焊焊接方法要要考虑金属属的焊接性性、焊接方方法的特点点和结构质质量要求。。(2)考虑虑经济性，，生产率高高成本低单单件小批批量生产、、短焊缝选选用手工焊焊；成批生生产长直缝缝选用自动动焊；40mm以上上厚板采用用电渣焊一一次焊成，，生产率高高。(3)工艺艺性焊接接方法选用用要考虑有有没有这种种方法的设设备和焊接接材料，在在室外或野野外施工有有没有电源源等条件，，焊接工艺艺能否实现现。三、常用金金属材料的的焊接(一)金属属材料的焊焊接性1.金属焊焊接性概念念2.金属焊焊接性评定定(二)低碳碳结构钢和和低合金高高强度结构构钢的焊接接1.低碳非非合金钢的的焊接2.中碳非非合金钢的的焊接3.低合金金高强度结结构钢的焊焊接表5-14低合金金高强度结结构钢及焊焊接材料三、常用金金属材料的的焊接表5-14低合金金高强度结结构钢及焊焊接材料(三)不锈锈钢的焊接接(四)铸铁铁的焊补三、常用金金属材料的的焊接(1)热焊焊法焊前前将铸件整整体(或局局部)加热热到500～700℃，然后后进行焊接接，焊后缓缓慢冷却。。(2)冷焊焊法焊接接前铸件不不预热或只只进行400℃以下下的预热。。(五)非铁铁金属的焊焊接1.铝及铝铝合金的焊焊接(1)极易易氧化铝铝和氧的亲亲和力很大大，很容易易生成氧化化铝(Al2O3)，其组织织致密，熔熔点(2050℃)远高于铝铝的熔点(660℃℃)，覆盖盖在金属表表面，阻碍碍熔合。(2)形成成气孔液液态铝能吸吸收大量的的氢，而固固态铝又几几乎不溶解解氢，冷却却时由于结结晶速度快快，大量的的氢气来不不及逸出熔熔池，产生生气孔。三、常用金金属材料的的焊接(3)热源源功率大并并易变形铝铝的导热热系数较大大，要求使使用大功率率热源，厚厚度较大时时要预热。。(4)特殊殊工艺措施施铝在高高温时强度度很低，容容易引起焊焊缝塌陷，，常需采用用垫板。2.铜及铜铜合金的焊焊接(1)难熔熔合铜导导热系数大大，比铁大大7～11倍，热量量很容易传传导出去，，使母材和和填充金属属难于熔合合。(2)易氧氧化液态态的铜易生生成Cu2O，分布在在晶界处，，且铜的膨膨胀系数大大，凝固系系数也大，，容易产生生较大的焊焊接应力，，极易引起起开裂。(3)产生生气孔铜铜特别容易易吸收氢，，凝固时来来不及逸出出，形成气气孔。三、常用金金属材料的的焊接(4)易变变形铜的的膨胀系数数和收缩系系数都大，，且铜的导导热性强，，热影响区区宽，焊接接变形容易易。3.钛及及钛合金金的焊接接(二)焊焊接检验验方法(1)外外观检验验用肉肉眼或放放大镜(小于20倍)检查外外部缺陷陷。(2)无无损检验验1)射线线检验：：借助射射线(X射线、、γ射线线或高能能射线等等)的穿穿透作用用检查焊焊缝内部部缺陷，，通常用用照相法法。2)超声声波检验验:利用用频率在在2000Hz以上是是超声波波的反射射，探测测焊缝内内部缺陷陷的位置置、种类类和大小小。3)磁粉粉检验:利用漏漏磁场吸吸附磁粉粉检查焊焊缝表面面或近表表面缺陷陷。4)着色色检验:借助渗渗透性强强的渗透透剂和毛毛细管的的作用检检查焊缝缝表面缺缺陷。(3)焊焊后成品品强度检检验主主要是水水压试验验和气压压试验。。(4)致致密性检检验(二)焊焊接检验验方法1)煤油油检验：：在被检检焊缝的的一侧刷刷上石灰灰水溶液液，另一一侧涂煤煤油，借借助煤油油的穿透透能力，，若有裂裂缝等穿穿透性缺缺陷，石石灰粉上上呈现出出煤油的的黑色斑斑痕，据据此发现现焊接缺缺陷。2)吹气气检验：：在焊缝缝一侧吹吹压缩空空气，另另一侧刷刷肥皂水水，若有有穿透性性缺陷，，该部位位便现出出气泡，，即可发发现焊接接缺陷。。(二)焊焊接检验验方法表5-15几几种焊缝缝内部检检验方法法的比较较五、焊接接新技术术简介1.等离离子弧焊焊接和切切割2.真空空电子束束焊接3.激光光焊接4.扩散散焊接5.摩擦擦焊1.等离离子弧焊焊接和切切割图5-116等等离子子弧发生生装置原原理图1—钨极极2——喷嘴3—等等离子弧弧4——工件5—电阻阻6——高频振振荡器7—直直流电源源1.等离离子弧焊焊接和切切割1)大电电流等离离子弧焊焊件厚度度大于2.5mm，有有两种工工艺。2)微束束等离子子弧焊时时电流在在30A以下。。2.真空空电子束束焊接图5-117真真空电电子束焊焊示意图图1—真空空室2—焊件件3——电子束束4——聚焦透透镜5—阳极极6——阴极7—灯灯丝8—交流流电源9—直流流高压电电源10—直直流电源源11—排气气装置2.真空空电子束束焊接1)在真真空环境境中施焊焊，保护护效果极极佳，焊焊接质量量好。2)热源源能量密密度大，，熔深大大，焊速速快，焊焊缝深而而窄，焊焊缝宽熔熔比可1∶20，能单单缝焊厚厚件。3)焊接接变形小小。4)焊接接工艺参参数调节节范围广广，焊接接过程控控制灵活活，适应应性强。。5)焊接接设备复复杂，造造价高，，使用与与维护要要求技术术高。3.激光光焊接图5-118激激光焊焊接示意意图1—工件件2——工作台台3——电源与与控制设设备4—激光光器5—观察察器及聚聚焦系统统3.激光光焊接1)能量量密度大大且放出出极其迅迅速，适适合于高高速加工工，能避避免热损损伤和焊焊接变形形，故可可进行精精密零件件、热敏敏感性材材料的加加工。2)激光光焊接装装置不需需要与被被焊接工工件接触触。3)激光光可对绝绝缘材料料直接焊焊接，对对异种金金属材料料焊接比比较容易易，甚至至能把金金属与非非金属焊焊接在一一起。4.扩散散焊接1)扩散散焊接头头成分、、组织和和性能基基本相同同，甚至至完全相相同，从从而减少少因组织织不均匀匀引起的的局部腐腐蚀和应应力腐蚀蚀开裂的的危险。。2)扩散散焊接母母材不过过热、不不熔化，，几乎在在不损坏坏性能的的情况下下焊接一一切金属属和非金金属，特特别是用用一般方方法难以以焊接的的材料，，如弥散散强化的的高温合合金、纤纤维强化化的硼-铝复合合材料等等。3)可以以焊接不不同类型型的材料料，包括括异种金金属、金金属与陶陶瓷等完完全不相相溶的材材料。4)可以以焊接结结构复杂杂及厚度度相差很很大的工工件。5.摩擦擦焊图5-119摩摩擦焊焊示意图图1)接头头质量好好而且稳稳定，因因在摩擦擦过程中中接触面面氧化膜膜及杂质质被清除除，焊后后组织致致密，不不易产生生气孔、、夹渣等等缺陷。。5.摩擦擦焊2)焊接接质量高高，如我我国蛇形形管接头头摩擦焊焊为120件/h，而而闪光焊焊只有20件/h。3)可焊焊接的金金属范围围广，适适于焊接接异种金金属，如如碳钢、、不锈钢钢、高速速工具钢钢，镍基基合金间间焊接、、铜与不不锈钢焊焊接、铝铝与钢焊焊接等。。4)设备备简单(可用车车床改装装)，电电能消耗耗少(只只有闪光光对焊的的1/15～1/10)，但但制动和和加压装装置要求求灵敏。。六、焊接接工艺在在汽车上上的应用用(一)汽车工工业所用的焊焊接方法及零零部件的应用用情况1.电阻焊2.电弧焊3.特种焊4.氧乙炔焊焊5.钎焊(二)汽车工工业中焊接新新技术的应用用1.电阻焊的的节能及控制制技术2.气体保护护焊接技术3.高能束热热源焊接及加加工技术(三)汽车工工业中焊接新新材料的发展展趋势六、焊接工艺艺在汽车上的的应用1.镀锌钢板板2.高强度钢钢板3.铝合金4.镁合金5.高强度纤纤维复合材料料(四)汽车工工业焊接的总总体发展趋势势1.发展焊接接机器人自动动化柔性生产产系统2.发展轻便便组合式智能能自动焊机3.发展计算算机与信息技技术1.电阻焊(1)点焊主主要用于车车身总成、地地板、车门、、侧围、后围围、前桥和小小零部件等。。(2)多点焊焊用于车身身底板、载货货车车厢、车车门、发动机机盖和行李箱箱盖等。(3)凸焊及及滚凸焊用用于车身零部部件、减振器器阀杆、制动动蹄、螺钉、、螺母和小支支架等。(4)缝焊用用于车身顶顶盖雨檐、减减振器封头、、油箱、消声声器和机油盘盘等。(5)对焊焊用于钢钢圈、排进进气阀杆、、刀具等。。2.电弧焊焊(1)CO2焊用于车车厢、后桥桥、车架、、减振器阀阀杆、横梁梁、后桥壳壳管、传动动轴、液压压缸和千斤斤顶等的焊焊接。(2)氩弧弧焊用于于机油盘、、铝合金零零部件的焊焊接和补焊焊。(3)焊条条电弧焊用用于厚板板零部件如如支架、备备胎架、车车架等。(4)埋弧弧焊用于于半桥套管管、法兰、、天然气汽汽车的压力力容器等。。3.特种焊焊(1)摩擦擦焊用于于汽车阀杆杆、后桥、、半轴、转转向杆和随随车工具等等。(2)电子子束焊用用于齿轮、、后桥等。。(3)激光光焊割用用于车身底底板、齿轮轮、零件下下料及修边边等。4.氧乙炔炔焊5.钎焊(二)汽车车工业中焊焊接新技术术的应用1.电阻焊焊的节能及及控制技术术(1)联体体悬挂式点点焊机汽汽车工业中中应用最多多的是悬挂挂式点焊机机，一个车车间往往是是几十或上上百台，其其容量大多多在100kVA以以上，在汽汽车薄板的的焊接中得得到了广泛泛的应用。。(2)电阻阻焊机目目前电阻焊焊机大量使使用交流50Hz的的单相交流流电源，其其容量大、、功率因数数低。2.气体保保护焊接技技术(1)表面面张力过渡渡的波形控控制法方方法的关键键是用2个个电流脉冲冲完成1个个熔滴过渡渡，第1个