焊接工艺校本教材

焊接工艺第一节车身工厂概括一、车身工厂的主要功能介绍车身工厂主要是生产白车身总成为主，是整车中最重的部分。以下是几种车身车身专业厂生产的生产线：车身的分类：车身按照承载的方式可以分三大类：非承载式、半承载式和承载式非承载式：一般货车、大客车、专用汽车以及大部分高级轿车上都装有单独的车架，车身上的载荷主要由车架来承担，但车身仍在一定程度上承受车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。车身专业厂生产的生产线：车身的分类：车身按照承载的方式可以分三大类：非承载式、半承载式和承载式非承载式：一般货车、大客车、专用汽车以及大部分高级轿车上都装有单独的车架，车身上的载荷主要由车架来承担，但车身仍在一定程度上承受车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。半承载式：半承载式是一种过度的结构，车身下部仍保留有车架，只不过它的强度和钢度要低于非承载式的车架，车身要载荷一部分，这种结构形式主要体现在大客车上。承载式：车身无车架，车身的强度和钢度通常主要由车身下部来保证，一般中低档的轿车车身属于承载式车身。三、车身的组成一般车身的组成如以下的树状结构：四、车身的工艺特点：车身工艺特点主要是：焊接和定位两种工艺的方式。第二节焊接工艺概述一、焊接技术的发展从人类的发展角度来看，所以的知识都是劳动人民智慧的结晶。焊接技术作为知识长河中的一朵浪花，同样也是与千千万万的劳动人民的辛勤劳作息息相关的。早期的焊接，是把两块熟铁（钢）加热到红热状态以后用锻打的方法连接在一起的锻接；用火烙铁加热低熔点铅锡合金的软钎焊，已经有几百年甚至更长的应用历史了；但是，在目前工业生产中广泛使用的焊接方法几乎都是19世纪末、20世纪初的现代科学技术，特别是电子工业技术迅速发展以后所带来的现代工业的产物，这些焊接方法与金属切削加工、压力加工、铸造、热处理等其他金属加工方法一起构成的金属加工技术是现代一切机器制造工艺，其中包括汽车、船舰、飞机、航天、原子能、石油化工、电子等工业部门的基本生产工艺。可以毫不夸张地说，没有焊接方法的发展，就不会有现代工业和科学的今天，同样，没有我们焊装车间，就没有奇瑞的今天。1885年俄国人别那尔道斯发明了碳极电弧可以看作是电弧作为工业热源应用的创造。而电弧焊真正应用于工业则是在1892年发现金属极电弧后，特别是1930年前后出现了薄皮和厚皮焊条以后才逐渐开始的。电阻焊是1886年由美国人发明的，它的大规模工业应用也几乎跟电弧焊同时代。1930年以前，焊接在机器制造工业中的作用还是微不足道的，当时造船、锅炉、飞机等制造工业基本上还是铆焊方法。这种铆焊方法不仅生产效率低，而且连接质量也不能满足船体、飞机等产品的发展要求，因此自从1930年以后，电弧焊和电阻焊就逐渐取代铆焊，成为机器制造工业中的一种基本加工工艺。到目前为止，已经发展为20多种基本焊接方法，派生方法就更多了。由此可见，从电弧焊和电阻焊的大量应用算起，至现代焊接方法只有半个多世纪的历史。50年来正是现代工业和科学技术发展的年代，特别是航天、原子能、电子、石油化工、海洋开发等部门迅猛发展的时代。一方面：这些工业和科学技术的发展不断啊提出了各种使用要求（动载、强韧性、高压、高温、低温、耐腐蚀、耐磨损等），各种结构形式（壁厚式截面直径从几微米到几千毫米）及各种黑色和有色金属材料的焊接问题。例如：造船和海洋开发工业的发展；要求解决各种耐高、低温及耐腐蚀介质的压力容器的焊接。另一方面：现代工业和科学的大量成就又成为焊接方法的发展提供了宽广的技术基础，焊接方法就是在现代工业和科学技术推动下相辅相成地蓬勃发展起来的，80年代还进行了太空焊接试验，在现代还进行了水下焊接实验，可以预料，随着工业和科学技术的不断发展、焊接也必定有新的跃进！随着现代技术的发展，焊接技术的发展也有了新的趋向：宏观上：大容量、高参数、高寿命、高质量；b)材料上：活性材料、符合材料、非金属材料（有机、无机）、功能材料：c)设备上：自动化、机械化、智能化d)微观上：高性能、高生产率二、焊接本质和分类金属等固体所以能保持固定的形状是因为内部原子之间间距（晶格）十分小，原子之间形成了牢固的结合力，除非施加足够的外力破坏这些原子间结合力，否则，一块固体金属是不会变形或分离成两块的。要实现两个分离的金属构件连接在一起，从物理本质上来看就是要使这两个分离的构件的连接表面上的原子彼此接近到金属的晶格距离金属等固体所以能保持固定的形状是因为其内部原子之间距（晶格）十分小，原子之间形成牢固的结合力。除非施加足够的外力破坏这些原子间结合力，否则，一块固体金属是不会变形或分离成两块的。要使两个分离的金属构件连接在一起，从物理本质上来看就是要使这两个构件的连接表面上的原子彼此接近到金属晶格距离。在一般情况下，当我们把两个金属构件放在一起时；由于①表面的粗糙度，即使是精密磨削加工的金属表面粗糙度仍然有几到几十微米（1μm=10-8mm>>1A=10-10mm）;②表面存在的氧化膜和其他污染物阻碍着实际金属表面原子之间接近到晶格距离并形成结合力。目前找到的基本途径，就形成了焊接的基本分类。焊接分类（按照形成晶格距离连接的途径）：螺柱焊焊条电弧焊熔化极埋弧焊CO2电弧焊电弧焊铝热焊钨极氩弧焊电渣焊非熔化极原子能焊熔化焊接电子束焊等离子弧焊激光焊氧气气焊氧乙炔空气乙炔基本焊接方法电阻点、缝焊电阻对焊冷压焊超声波焊压力焊接爆炸焊锻焊扩散焊摩擦焊火焰钎焊钎焊感应钎焊炉钎焊盐浴钎焊电子束钎焊三、电阻焊（一）电阻焊定义与分类：电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流流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。电阻焊的两个显著特点：一是焊接的热源是电阻热，故称电阻焊；二是焊接时需要加压力，故属于压焊。电阻焊的用途：电阻焊的用途：主要用于板材的连接，并承受一定的应力凸焊的用途：低碳钢和低合金钢的板件、螺母、螺钉的连接，并承受一定的应力电阻焊的原理电阻焊的热源是电流通过焊接区产生电阻热。根据焦耳定律，总热量：Q=I2RT1)、电阻焊焊接区(点焊)电阻分布及等效电路.接触电阻Re+Rew影响接触电阻的因素：（a）表面状态——清洁度、粗糙度、油、锈等。（b）电极压力：压力增大电阻下降；（c）加热温度：一般情况温度增高塑性变形增大，接触电阻降低。（2）焊件内阻2Rw：取决于焊件本身材料。R总——焊接区总电阻Rew——电极与焊件之间接触电阻Rw——焊件内部电阻Rc——焊件之间接触电阻2)点焊时的电流场和电流密度的特点电流线在两焊件的贴合面处产生集中收缩，使贴合面处产生了集中加热效果；贴合面边缘电流密度出现峰值，该处加热强度最大，因而将首先出现塑性连接区，保证熔核正常生长；通过选择不同的焊接电流波形、改变电极形状和端面尺寸等均可改变电流场形态并控制电流密度分布，以达到控制熔核形状及位置的目的。3）电阻的特性研究表明，接触电阻Rc+2Rew所产生的热量约占总热量的10%左右；而而焊件内部电阻2Rw所产生的热量约占总热量的90%左右。4）电阻的热平衡热平衡方程：Q=Q1+Q2+Q3+Q4式中：Q——焊接区总热量；Q1——熔化母材金属形成熔核的热量；Q2——通过电极热传导而损失的热量；Q3——通过焊件热传导而损失的热量；Q4——通过对流、辐射散失到空气介质中的热量；点焊时Q1≈（10～30）%Q，Q2≈（30～50）%Q，Q3≈20%Q，Q4≈5%Q，因此，最高温度总是处于焊接区中心，即熔核形成于焊接中心。四、点焊工艺（一）点焊概述点焊焊接前点焊焊接后定义：点焊：焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊（spotwelding）：焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。以下为点焊的效果图和点焊的原理图（二）点焊的设备（三）组成部分悬挂式点焊机按结构来分主要分为三大部分：，第一部分是控制部分，第二部分是变压器部分，第三部分是工作部分。悬挂式点焊机的命名方式：Ⅰ、控制部分：悬挂式点焊机的控制部分主要是一台微电脑控制箱，它具有存储、输出数据的功能。悬挂式点焊机的所有的参数都是由它来控制的。在它的侧面有一个接入口，通过它的外接数据编程器可以对所需要的参数进行设定，以达到所需要的焊接效果。并且控制着它的休止时间、预压时间、加压时间、回程时间四个动作的时间。Ⅱ、变压器部分：悬挂式点焊机的变压器部分主要是一台水冷式变压器，它的功能主要是将380V的电压变为23.8V的电压。变压器变压器Ⅲ、工作部分：悬挂式点焊机的工作部分主要是通水电缆和焊钳。通水电缆它不仅通电，而且通水。焊钳是我们用来直接用于生产操作的工具，分为“X”型和“C”型两种，通过焊钳，我们将最终需要的结果—焊接点焊接起来。焊钳型号表示C型焊钳：X焊钳：按工作路线来分也分为三条路线，是水路、气路和电路。水路：水路就是用来冷却焊接时所产生的热量。为什么会产生热量呢？我们就要了解焊钳的工作原理。悬挂式点焊机又称压力焊，是通过两钳臂的电流短路（大电流、小电压）而产生高温，其热量工式为Q=I2RT，因电流很大,通常在1万A左右，产生的热量是惊人的，从而达到融化工件的效果，但同时在电缆和焊钳部分也会产生热量，为保证焊机的正常工作，所以我们就要用循环水来冷却焊接时产生的高温。电路：首先是380v的电压通过一次电缆进入变压器后，将其变为24V的安全电压，然后再经过二次电缆到达焊钳的两臂后，在焊接时就形成了一条焊接回路。气路：首先是管路里的高压气体通过软管进入附在变压器上的气动三联件中的油水分离器中，过滤高压空气中的杂质，然后经过气动三联件中的调压阀，根据需要调节气压的大小(气压为0.4~0.6MPa)，再经过气动三联件中的油雾器，将油雾器里的油带到高压空气管道里，在一个电磁阀的动作下，带油的高压空气不仅推动焊钳气缸动作同时也润滑了气缸。此外，悬挂式点焊机还有一个重要的附件。那就是平衡器。平衡器是利用其内部一个卷曲的弹簧的向上的卷曲力，把焊钳向上拉，使其两个力大小相当，使我们操作时作到少重或无重。平衡器平衡器（四）设备工作原理图（五）点焊的工艺知识1、点焊焊接循环——电阻焊中，完成一个焊点（缝）所包括的全部程序。通常点焊焊接循环有四个过程：加压、焊接、维持、休止。每个循环均以周波计算时间。预压阶段：由电极开始下降到焊接电流开始接通之间的时间，这一时间是为了确保在通电之前电极压紧工件，并使工件间有适当的压力，为焊接电流顺利通过做好必要的准备。预压时采用锥形电极并选择合适的锥角效果较好。预压力的大小及预压时间应根据板料性质、厚度、表面状态等到条件进行选择。焊接阶段：焊接电流通过工件并产生熔核的时间，焊接阶段是整个焊接循环中最关键的阶段。通电加热时，在两焊件接触面的中心处形成椭圆形熔化核心（如图1）与此同时熔化核心周围金属达到塑性温度区，在电极压力的作用下形成将液态金属核心紧紧包围攻的塑性环。2、防止液态金属在加热和压力的作用下向板逢中间飞溅，并避免外界空气对高温液态金属和侵袭。在加热和散热这一对矛盾的不断作用下，焊接区温度场不断向外扩展，直至熔化核心（焊核）的形状和尺寸达到设计要求。21(1—熔化核心2—塑性环)飞溅是点焊较易产生的缺陷之一，分为内部飞溅和外部飞溅两种。如果加热速度过快，两焊件接触面中心被急剧加热的金属气化，而周围塑料环尚未形成，气化金属便以飞溅的形式喷向板间缝隙称为前期内部飞溅（指熔化核心尚未形成发前的飞溅）。形成最小尺寸的熔核后，继续加热，熔核和塑性不断的向外扩展，当熔核沿径向的扩展速度大于塑性环扩展速度时，则产生后期内部飞溅。如果熔化核心轴向增长过高，在电极压力的作用下，液态金属也可能冲破塑性环向表面喷射，从而形成外部飞溅。飞溅不仅影响环境和安全，而且较大的飞溅易形成毛刺，使核心液态金属减少，焊点表面形成深度压坑，影响美观，更降低了机械性能，所以焊接过程中应控制电极压力和加热速度，尽量避免产生飞溅。锻压阶段：又称冷却结晶阶段。当建立起必要的温度场，得到符合要求的熔化核心后，焊接电流切断，电极继续加压，熔核开始冷却结晶，形成具有足够强度的点焊焊点，这一阶段称锻压阶段。这段是境又称维持时间。休止阶段：从电极开始提起到电极再次开始下降，准备下一个焊点，这段时间称为休止时间。通电焊接必须在电极压力达到工艺要求95%F后进行，否则可能因为压力过低而产生飞溅，或因压力不均匀影响加热，造成焊点质量波动。电极抬起必须在电流全部切断之后，否则，电极与工件间将产生火花、拉弧甚至烧穿工件。为了改善焊接接头性能，有时顺在基本焊接循环基础上增加若干辅助循环：（1）加大预压力以消除工件间的间隙，使之紧密贴合。（2）增加预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合（3）加大锻压力以压实熔核，防止产生，防止产生裂纹和缩孔。采用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接头的力学性能，可在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。使工2、点焊的主要工艺参数：电阻，焊接电流，焊接时间，焊接压力，电极和电极加头，焊接工件等。1电阻R电焊接电流焊接电流：焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流。点焊时I一般在万安培（A）以内。焊接电流是最重要的点焊参数。点焊时应选用接近C点处，抗剪强度增加缓慢，越过C后，由于飞溅或工件表面压痕过深，抗剪强度会明显降低焊接时间焊接时间：电阻焊时的每一个焊接循环中，自焊接电流接通到停止的持续时间，称焊接通电时间。简称焊接时间。为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间焊接时间焊接时间：电阻焊时的每一个焊接循环中，自焊接电流接通到停止的持续时间，称焊接通电时间。简称焊接时间。为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充，为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称强规范），也可以采用小电流和长时间（弱条件，又称弱规范）。选用强条件还是弱条件，则取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率，但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都仍有一个上、下限，超过此限，将无法形成合格的熔核。电极压力：焊接压力：电阻焊时，通过电极施加在焊接件上的压力，一般要数千牛顿（ N）。电极压力也是点焊的重要参数之一，电极压力的过大或过小都会使焊点承载能力降低和分散性变大，尢其对拉伸载荷影响更甚，当电极压力较小时，由于焊接区金属的塑性变形范围及变形程度不足，造成因电流密度过大而引起加热速度大于塑性环扩展速度，从而产生严重喷溅。电极压力对两电极间总电阻R有显著影响，随着电极压力的增大，R显著减小，此时焊接电流虽略有增大，但不能影响因R减小而引起的产热的减少，回此，焊点强度总是随着电极压力的增大而降低，在增大电极压力的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊点强度不变。采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性。电极压力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低电极和电极加头点焊电极是保证点悍质量的重要零件，它的主要功能有：1）向工件传导电流。2）向工件传递压力；3）迅速导散焊按区的热量。电极材料基于电极的上述功能，就要求制造电极的材料应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度，电极的结构必须有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。电极头端面直径：电极头是指点焊时与焊件表面相接触的电极端头部分，电极头端面尺寸增大时，由于接触面积增大，电流密度减小，使焊点承载能力降低。工件工件表面上的氧化物，污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损，氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。因此，彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。3、焊接参数的相互联系预压时间：过大增加工作时间过小飞溅、过烧、烧穿、损坏电极电极压力：过大虚焊、弱焊过小飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快焊接电流：过大飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快过小虚焊、弱焊焊接时间：过大飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快、接头性能下降过小虚焊、弱焊电极直径：过大虚焊、弱焊过小飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快修磨次数：过快电极寿命降低过慢电极直径不符合要求,产生虚焊、弱焊4、其他选择点焊工艺参数时可以采用计算方法或查表的方法，无论采用哪种方法，所选择出来的工艺参数都不可能是十分精确和合适的。即只能给出一个大概的范围，具体的工作还需经实测和调试来获得最佳规范。硬规范：大电流，短时间。软规范：小电流，长时间。点焊工艺参数表序板厚电极直径焊接压力通电时间焊接电流备注号mmmmNSA11.061000~20000.20~0.406000~800021.261000~25000.25~0.507000~1000031.361500~35000.25~0.508000~1200042.082500~50000.35~0.609000~1400053.085000~80000.60~1.0014000~1800064.0106000~90000.80~1.2015000~2000075.0118000~100000.90~1.5017000~2400086.01310000~140001.20~2.0020000~26000两种不同厚度的钢板的点焊:当两工件的厚度比小于3:1时，焊接并无困难。此时工艺参数可按薄件选择，并稍增大一些焊接电流或通电时间即可。当两工件的厚度比大于3:1时，此时除按上条处理外，还应采取下列措施以保证质量。在厚板一侧采用较大的电极直径。在薄板侧选用导电性稍差的电极材料。三层钢板的点焊:当点焊中间为较厚零件的三层板时，可按薄板选择工艺参数，但要适当增加焊接电流，约增加10~25%，或者增加通电时间。当点焊中间为较薄零件的三层板时，可按厚板选择工艺参数，但要适当减少焊接电流，约减少10~25%，或者减少通电时间。带镀层钢板的点焊:点焊镀锌或镀铝钢板时，应比不带镀层的钢板提高电流20~30%，并同时提高电极压力20%，增点焊顺序对焊接质量有一定影响，为此，在焊接时应考虑下列因素:尽量使零件首先定位。减少焊接变形，如先点焊较大的工件，刚性大的工件，后点焊小的工件，刚性小的工件。使分流减小或均匀化，即合理安排点焊顺序，使同一规范焊出的焊点质量基本相同。电极的磨损会使接触表面直径增大，使焊接电流密度减小，形成加热不足及焊不牢。因此对电极直径增加规定了范围，见下表。超过规定范围，必须进行修整，然后方可焊接。电极接触表面直径（mm）456810111213电极接触表面最大直径（mm）5781012141516电极工作表面必须平整光洁，不允许有金属粘着物或污物，否则应当修整，修整电极时应首先使电极粗修成形，并保证两电极工作表面的同心性及平行性，然后再精修工作表面使之光洁，平滑。在点焊工作中，被焊零件不允许与焊机的二次回路或机身直接接触，如极臂、夹持器等，以免产生分流而烧坏机身或焊件，如无法避免，则应用绝缘物隔绝（如胶带））（六）焊接的质量要求要求的最小焊点熔核直径：φ≥4mm点焊的质量要求序号检验项目检验标准工具及方法记录表格1来件质量达到上道工序目视检验的工艺内容和本工位的工艺要求目测自检记录表2焊点数目符合本工位的作业指导书目测3焊点外观质量焊点直径6~8MM目测压痕深度≤0.2板厚目测焊点表面无明显裂纹目测焊点表面无过烧和烧穿目测焊接无半点目测焊点表面平整目测焊点周围无较大毛刺目测4焊接位置焊点分布均匀，焊点边缘到板件边缘≥3倍板厚（焊接区窄除外）目测5注焊点强度焊点无虚焊和开焊（φ≥4mm）铁锤扁铲点焊的质量检验五、凸焊工艺凸焊的几种种类（一）凸焊的概述凸焊是点焊的一种变型，在一个工件上有预制的凸点，凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。对焊时，两工件端面相接触，经过电阻加热和加压后延整个接触面被焊接起来。焊接前的状态焊接过程中焊接后的状态（二）凸焊的设备固定式点焊机是焊装车间较多的设备之一，它的型号表示：一般汽车工厂分别为DN-125，DN-160，DN-250，DN-400固定式点焊机的工作原理与悬挂式点焊机几乎一样，在外部结构上与悬点有一些差别：二者可以移动与不可以移动。一个是悬挂在轨道上，一个是落地的。固定点焊机辅助行程的调节是通过一手拉阀，把手拉阀手柄拉出，则辅助行程打开，推进则辅助行程闭合。气压的大小是影响凸焊质量的一项重要参数，气压的调整必须由工艺人员设定，操作人员在每天的点检中应检查气压的大小有无变动，保证焊接质量。因固定点焊机的操作根悬点基本相同，这里就不再赘述，但下面一点需时刻谨记：设备原理同悬挂点焊机（三）凸焊的焊接工艺知识在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点，不仅生产率高，而且没有分流影响．因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。由于电流密集于凸点，电流密度大，故可用较小的电流进行焊接，并能可靠地形成较小的熔核在点焊时，对应于某一板厚，要形成小于某一尺寸的熔核是很困难的。凸点的位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀。因此对于给定的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊。由于采用大平面电极，且凸点设置在一个工件上，所以可最大限度地减轻另一工件外露表面上的压痕。同时大平面电极的电流密度小、散热好，电极的磨损要比点焊小得多，因而大大降低了电极的保养和维修费用。与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其它涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的质量。凸焊的不足之处是需要冲制凸点的附加工序；电极比较复杂；由于一次要焊多个焊点，需要使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机。由于凸焊有上述多种优点，因而获得了极广泛的应用。电极材料；凸焊电极通常采用2类电极合金制造，因为这类电极合金在电导率、强度、硬度和耐热性等方面具有最好的综合性能。3类电极合金也能满足要求。电极设计；凸焊电极有三种基本类型。1)点焊用的圆形平头电极；2)大平头棒状电极；3)具有一组局部接触面的电极，即将电极在接触部位加工出凸起接触面，或将较硬的铜合金嵌块用钎焊或紧固方法固定于电极的接触部位。标准点焊电极用于单点凸焊时，为了减轻工件表固压痕，电极接触面直径应不小于凸点直径的两倍。大平头棒状电极用于局部位置的多点凸焊。例如加强垫圈的凸焊，一次可焊4～6点。这种电极的接触面必须足够大，要超过全部凸点的边界，超出量一般应相当于一个凸点的直径。这种电极一般可装在大功率点焊机上。凸焊是点焊的一种变型，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接。由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因此凸焊时工件的厚度比可以超过6：1。凸焊时，电极必须随着凸点的被压溃而迅速下降，否则会因失压而产生飞溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。多点凸焊时，如果焊接条件不适当，会引起凸点移位现象，并导致接头强度降低。实验证明，移位是由电流通过时的电磁力引起的。图3一2示两点凸焊时的电磁力方向和撕开后的凸点示意图。图中虚线小圆为焊前的凸点位置。影响凸点移位的电磁力F，与电流I的平方和凸点的高度h成正比，与点距Sd成反比。凸点移动向外偏斜是因次级回路电磁力附加作用的结果。焊接原理与悬挂点焊相同主要影响凸焊的几个因素；电极压力；凸焊的电极压力取决于被焊金属的性能，凸点的尺寸和一次焊成的凸点数量等。电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全压溃，并使两工件紧密贴合。电极压力过大会过早地压溃凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度。压力过小又会引起严重飞溅。焊接时间；对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。在凸焊低碳钢和低合金钢时，与电极压力和焊接电流相比，焊接时间是次要的。在确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间。以获得满意的焊点。如想缩短焊接时间，就要相应增大焊接电流，但过份增大焊接电流可能引起金属过热和飞溅，通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。多点凸焊的焊接时间稍长于单点凸焊，以减少因凸点高度不一致而引起各点加热的差异。采用预热电流或电流斜率控制（通过调幅使电流逐渐增大到需要值），可以提高焊点强度的均匀性并减少飞溅。焊接电流：凸焊每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸点熔化。推荐的电流应该是在采用合适的电极压力下不致于挤出过多金属的最大电流。对于一定凸点尺寸，挤出的金属量随电流的增加而增加．采用递增的调幅电流可以减小挤出金属。和点焊一样，被焊金属的性能和厚度仍然是选择焊接电流的主要依据。多点凸焊时，总的焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数。但考虑到凸点的公差、工件形状，以及焊机次级回路的阻抗等因素，可能需要做一些调整。凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡，否则，在平板未达到焊接温度以前凸点便已熔化。因此焊接同种金属时，应将凸点冲在较厚的工件上，焊接异种金属时，应将凸点冲在电导率较高的工件上。但当在厚板上冲出凸点有困难时，也可在薄板上冲凸点。电极材料也影响两工件上的热平衡，在焊接厚度小于0.5mm的薄板时，为了减少平板一侧的散热，常用钨一铜烧结材料或钨做电极的嵌块。2.1.2.4、凸焊的焊接工艺知识一般凸焊点撕裂，熔核直径1~3MM焊接后的受力情况如下：d×pas拉力F（N/点），按钢板厚度选择0.700.801.001.251.501.752.002.252.502.753.00M5×0.802003004005506008009009009009001000M6×1.0030040045070080090010001000110011001200M8×1.25550800900100012001200125013501500M10×1.506009001000110013001300150016001800M12×1.75100011001200140014001650175021007/16-20120014001400165017502100检验的要求：（转化后）序号检验项目检验标准工具及方法记录表格1来件质量达到上道工序目视检验的工艺内容和本工位的工艺要求目测2螺母数目符合本工位的作业指导书目测3焊接位置螺母的孔在板件孔的圆内。目测或相应规格的螺栓4焊接强度用相应规格的螺栓自然拎入一个螺母的厚度，敲击到板金变形，螺母没有出现相应规格的螺栓5外观质量螺母螺纹完好，螺纹上没有焊渣；表面件的凸焊点无鼓包；焊接的凸台被压溃，螺纹没有过烧。目测或相应规格的螺栓现场检验方法：六、弧焊电弧焊的分类熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊CO2焊：二氧化碳气体保护焊CO2焊接中CO2焊接后的零件手工焊（焊条电弧焊）：效率低，浪费原材料，不节能，能量不集中，综合成本高，操作技术复杂.使用焊机为交流焊机或直流焊机。CO2气保焊（半自动）：高效,节能,能量集中,焊道韧性好,焊接中厚板(1mm以上)综合成本比手工焊低3倍，操作技术简单，全位置焊。易实现自动焊。有广阔的发展。MAG气保焊：克服CO2气保焊飞溅，成形不太好的缺点，使用MAG（Ar75%以上，CO225%以下）气保焊，使用大电流，焊接过渡过程变为喷射过度。MIG(出厂铭牌MIG/CO2/MAG)焊中厚板，可以焊接所有工业用金属（一）熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊定义：将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力，这种焊接方法叫熔化焊接。需要一个能量集中，热量足够的热源。能量集中性：就是在金属电极中单位面积所通过的电流越大，能量集中性越好。焊接部位必须采取有效的隔离空气保护，使焊接部位不能和空气接触，以免造成焊道的成分和性能不良.保护方式有三种:气相,渣相,真空.1、CO2概述2、CO2焊接设备二氧化碳气体保护焊机是焊装车间较多的设备之一，它是由唐山松下产业有限公司生产。相对与手工电弧焊来讲，它具有焊接稳当、无焊渣、自动送丝等优点。但也存在飞溅大等缺点。二氧化碳气体保护焊机按结构来分主要分为三大部分：，第一部分是电源部分，第二部分是送丝机部分，第三部分是工作部分。Ⅰ、电源部分：二氧化碳气体保护焊机的电源部分主要是一台变压器，它具有将380V的高压电转变为36Ｖ安全电压的的功能。Ⅱ、送丝机部分：送丝机主要有一台送丝电机组成，两个送丝轮相互压紧，焊丝被压在两个轮子之间，当送丝电机带动送丝轮动作时，焊丝就被送丝轮强行通过，完成自动送丝过程。送丝机部分还有两个调节手柄，用于调节所需的电流和电压。Ⅲ、工作部分：二氧化碳气体保护焊机的工作部分主要是电缆（通气、通焊丝）和焊枪。通气电缆它不仅通电，而且通气。焊枪是我们用来直接用于生产操作的工具，通过焊枪，我们将最终需要的结果—焊缝焊接起来。附：焊枪内部结构图按工作路线来分也分为两条路线，是气路和电路。电路：首先是380v的电压通过一次电缆进入电源部分后，然后再经过二次电缆到达焊枪后，在焊接时与地线就形成了一条焊接回路。气路：首先是CO2气瓶汽化后，气体送入管道，然后管路里的高压CO2气体到达每个工位的用气点，每个工位的用气点都有一个气体调压阀，根据需要调节气体流量的大小。再通过软管进入电缆随焊枪焊接时喷射出来，在焊接区形成气体保护层，保证焊接溶池不产生氧化层。3、CO2焊接工艺（1）CO2气保焊机常用的保护气体1CO2或MAG（Ar≥80%；CO2≤20%）焊低碳钢.2（Ar≥95%；CO2≤5%）或（Ar≥98%；O2≤2%）焊实心不锈钢(脉冲焊喷射过渡）.3Ar焊铝及其合金脱氧铜硅青铜钛.4药心焊丝：CO2MAG或不用气体.5（N2，N2和Ar）铜及铜合金.（2）C02气体保护电弧焊的工作过程按焊枪开关提前送气慢送丝引弧成功后正常送丝（根据收弧工作方式焊接）停止焊接瞬间焊机继续工作0.1--0.2秒将焊丝进行回烧焊机输出低电压（12--14V）消融球以利再次引弧滞后停气（3）C02气保焊的特点（4）CO2焊主要规范参数CO2气体纯度：纯度要求大于99.5%，含水量小于0.05%。性质：无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍。存储：瓶装液态，每瓶内可装入(25-30)Kg液态CO2，比水轻。加热：气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。容量：每公斤液态CO2可释放510升气体，一瓶液态二氧化碳可释放15000升左右气体，约可使用10--16小时。流量：小于200A：气体流量为15--20升/分大于200A：气体流量为20--25升/分提纯：静置30分钟，倒置放水分，正置放杂气，重复两次。产生气孔的现象及原因CO气孔：焊丝不合格，工件含碳量大。H气孔：水，油，锈.N气孔：主要原因是气体保护效果不好。气瓶无气；气路漏气（接头处未紧固,流量计堵塞,流量过小,未加热,电磁阀坏.送丝管密封圈坏,热塑管坏,枪管密封圈坏,气筛坏）；喷嘴堵塞严重；喷嘴松动，焊枪角度太大；干伸长度大；规范不对，焊接部位有风。见下图焊丝因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种。焊丝成分•2FeO+Si2Fe+SiO(高熔点）•FeO+MnFe+MnO(密度大）•硅与锰的氧化物形成硅酸盐，其熔点为12700C，密度也较小（约3.6g/cm3).同时易结成大块而以渣的形式浮出熔池表面。•渣的成分：FeO14%;MnO47%;SiO234%;干伸长度定义:焊丝从导电咀到工件的距离.小于300A时:L=(10--15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10--15)倍焊丝直径+5mm证焊接过程稳定性的重要因素之一。焊接电流一定时，干伸长度的增加，会使焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，电流降低，电弧热量减少。热量=干伸长度热量+电弧热量过长时：气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅，成形变坏.过短时：看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连.焊接电流：焊接电流:根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。焊接电流和送丝速度的关系焊接电压：焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快，焊接电流也就越大。电弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压，可用下列公式表示：U电弧=U输出–U损（电缆，接触不良）根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压。<300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+16±1.5)伏>300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+20±2)伏举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04X200+16±1.5)伏=(8+16±1.5)伏=(24±1.5)伏举例2：选定焊接电流400A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04X400+20±2)伏=(16+20±2)伏=(36±2)伏焊接电压对焊接效果的影响焊接速度在焊接电压和焊接电流一定的情况下：焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝一定的热量.焊接热量三要素：热量=I2RtI2：焊接电流的平方R:电弧及干伸长度的等效电阻t:焊接速度越快t越小半自动：焊接速度为30-60cm/min自动焊：焊接速度可高达250cm/min以上焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。极性反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才采用。CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。4、CO2焊接质量焊接无气孔、咬边、未焊透、焊缝成型不良、焊接飞溅。焊接现场的检验要求：序号检验项目检验标准工具及方法记录表格1来件质量达到上道工序目视检验的工艺内容和本工位的工艺要求目测或板尺自检记录表2焊点/缝数量符合本工位的作业指导书目测或板尺3焊接位置符合本工位的作业指导书目测或板尺4焊接质量搭界焊缝的焊角尺寸≥（2薄板厚+0.5MM）目测或板尺二区以上的焊点/缝表面不允许有大于0.2MM飞溅，内部焊点/缝的飞溅不允许大于0.5MM目测或板尺焊缝连续，焊缝内无夹渣，无明显裂纹目测无大于1.5MM的咬边；无大于2.0MM的焊瘤、不允许有气孔、烧穿目测（二）螺柱焊1、概述焊枪和焊接螺柱焊接后的焊接螺柱与板件2、螺柱焊焊接设备螺柱焊机是一种比较先进的产品，它的工作原理是：焊枪里的钉子首先接触工件，在焊接按钮闭合时，钉子被焊枪提起，造成钉子与工件之间产生电弧，将工件表面熔化形成溶池，然后钉子落下来，沾在干件上，完成焊接过程。螺柱焊机的结构比较复杂，主要分为三大部分：第一部分是控制部分，第二部分是送料器部分（其中手动焊枪没有送料器），第三部分是工作部分。Ⅰ、控制部分：螺柱焊机的控制部分的控制箱它具有存储、输出数据的功能。螺柱焊机的所有的参数都是由它来控制的。在它的前方有一个接入口，通过它的外接数据编程器可以对所需要的参数进行设定，以达到所需要的焊接效果。Ⅱ、送料器部分：送料器主要由一个送料电机和一段轨道组成。送料电机首先动作，将料盒里的螺钉翻动，使它落到轨道上，完成自动装料过程。Ⅲ、工作部分：工作部分主要有送钉管和焊枪组成。螺钉落到轨道上后由气体推动进入送钉管，再由送钉管进入焊枪下不部，然后由焊枪里的气缸动作将钉子推向焊枪的前端。完成整个送料过程。按工作路线来分也分为两条路线：是气路和电路。电路：首先是380v的电压通过一次电缆进入控制部分后，然后再经过二次电缆到达焊枪后，在焊接时与地线就形成了一条焊