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文档简介

奇瑞班试用教材四大工艺基础PAGE150四大工艺教材-chery第一章冲压工艺冲压车间简介冲压是轿车生产的龙头工艺。作为奇瑞公司的开路先锋,冲压车间承担原材料卷料、板料的存放;卷料的开卷剪切;板料的剪切;各车型大、中、小型冲压件的冲压生产;冲压件的存放;废料处理以及设备、模具的日常维修和保养等任务。 第一节冲压车间工艺常识 一、冲压车间工艺流程:原材料(板料和卷料)入库→开卷线→大件清洗涂油、小件开卷剪切→A、B、C冲压生产线→安装模具调试首件合格→投入批量生产→合格件防锈→入库二、冷冲压的概念及特点:1、冷冲压是指在常温下,利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需要零件的一种压力加工方法。2、冷冲压的特点产品尺寸稳定,精度高,重量轻,刚度好,互换性好,高效低耗,操作简单,易于实现自动化。三、冷冲压基本工序的分类:冷冲压概括起来分两大类:成形工序和分离工序。1、成形工序是坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件。成形工序分:拉延、弯曲、翻边、整形等拉延:利用拉延模使平面坯料(工序件)变成开口空心件的冲压工序。弯曲:将板料、型材、管材或棒材等弯成一定的角度、一定曲率形成一定形状的冲压方法。翻边:是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成竖立边缘的冲压成型方法。分离工序是使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件。分离工序分:落料、冲孔、切角、修边等落料:使材料沿封闭曲线相互分离,封闭曲线以内的部分作为冲裁件时,称为落料。冲孔:使材料沿封闭曲线相互分离,封闭曲线以外的部分作为冲裁件时,称为冲孔。四、各工序名称及其代号:工序名称拉延修边冲孔整形成形翻边切开落料翻孔斜楔冲孔代号DRTRPRCRSTFOFLSEPBLBURCAM-PRC目前冲压车间生产的零件中,有一部分属于覆盖件,如:发动机罩外板、顶盖、车门等。五、对覆盖件的要求如下:尺寸和形状应符合检具和经过焊装合件匹配的样件。2、表面质量好。外覆盖件(尤其是轿车的外覆盖件)表面不允许有波纹、皱纹、凹痕、划伤、擦伤、压痕等缺陷,棱线应清晰、平直、曲面应圆滑、过渡均匀。3、刚性好。覆盖件在成形过程中,材料应有足够的塑性变形,以保证零件具有足够的刚性。4、良好的工艺性。覆盖件应具有良好的冲压工艺性能和焊接工艺性能,以降低冲压和焊装的生产成本。冲压工艺性,主要是看各工序,特别是拉深工序能否顺利进行、能否稳定生产。六、一般模具的组成:1、工作零件包括凸模和凹模等零件。2、定位零件主要包括挡料销、定位销、侧刃等零件。3、压料、卸料、顶料零件主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等零件。4、导向零件包括导柱、导套、导板等零件。5、支持零件包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。紧固零件包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。7、缓冲零件包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。安全零件及其它辅助零件主要有安全侧销、安全螺钉、工作限制器、存放限制器、上下料架、废料滑槽、起重棒、吊耳等。安全侧销:主要作用是防止上模压料板紧固螺钉松动或断裂,导致压料板落下,造成人员、工装的重大损失。存放限制器:主要作用是防止模具弹性元件长期受压而失效和防止刃口长期接触影响刃口的寿命。(一般采用聚氨脂橡胶)工作限制器:主要作用是限制凸凹模的吃入深度。七、影响模具寿命的因素:冲压工艺及冲模设计的影响及提高冲模寿命的措施。(1)冷冲压用原材料的影响。例如:原材料厚度公差不符合要求、材料性能波动、表面质量差和不干净等A.冲压前应对原材料的牌号、厚度、表面质量进行严格检查B.保证材料表面质量和清洁(2)排样和搭边的影响排样方法与搭边值对模具寿命影响非常大,不必要的往复送料排样法和过小的搭边值往往是造成模具急剧磨损和凸凹模啃伤的重要原因。(3)模具导向结构和导向精度的影响必要和可靠的导向,对于减小工作零件的磨损,避免凸凹模啃伤极为有效。(4)模具几何参数的影响凸凹模的形状、间隙和圆角半径不仅对冲压件成形影响极大,而对模具的磨损影响也很大。模具的材料的影响模具的材料性质及热处理质量对模具寿命的影响是影响模具寿命诸因素中最重要的因素。模具的热加工和表面强化的影响模具加工工艺的影响模具加工后模具的表面粗糙度对模具的寿命影响很大,所以要根据制件情况,合理的选择加工工艺。压力机的精度与刚性的影响模具的使用、维护和保养的影响正确使用、维护和保管模具是提高模具寿命的重要方面。它包括模具正确安装与调整;注意保持模具的清洁和合理的润滑;防止误送料、上双料;严格控制凸模进入凹模的深度,控制校正弯曲、整形等工序中上模的下死点位置;及时的打磨、抛光等。八、工艺纪律检查的主要内容:1、检查产品的图纸、标准、产品设计更改通知书等文件是否齐全,是否能满足生产需要,是否符合工艺管理方面的有关规定。2、检查工艺文件是否齐全,是否能满足生产需要,冲压车间现场使用的工艺文件主要有作业指导书、检验指导书、金属消耗定额等。3、检查技术文件是否正确、完整、统一。4、检查材料、在制品、成品是否符合工艺要求的情况。5、检查工艺设备、工装技术状况。6、检查质量检验的正确性与及时性。7、检查生产现场管理情况。8、检查工艺管理工作情况。9、检查各类人员执行作业指导书的情况。第二节质量常识一、冲压常见缺陷及产生原因:落料冲孔(修边)缺陷:毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺过大→凸凹模间隙过大或过小;刃口磨损;导向精度差;凸凹模位置不同心等(2)变形→孔距太小;压料板与凹模型面配合不好;间隙过大等(3)表面划伤→操作时有拖、拉等现象;板料在剪切过程中划伤等(4)尺寸不符→上料不到位;定位装置损坏或松动,位置窜动等(5)少孔→冲头折断;冲头长度不够等拉延缺陷:拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。(1)拉裂→凸凹模R角半径过小;压边力过大;材料成形性能差或材料尺寸偏大;凸凹模间隙太小;润滑不当;定位不准;凸凹模R角或拉延筋不顺、拉毛等(2)起皱→凸凹模R角半径过大;压边力过小;材料尺寸偏小;凸凹模间隙太大;润滑过甚;定位不准;拉延筋布置不良,高度不够等(3)表面拉伤→模具工作表面有伤痕;材料表面有缺陷;润滑油中有杂质、废屑等(4)波浪、鼓包、凹坑、麻点→压边力小;润滑不当、模具型腔脏;材料表面脏;透气孔堵塞;模具型面不平、润滑油脏等翻边缺陷:翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等。(1)翻边不垂直→凸凹模间隙过大(2)翻边高度不一致→凸凹模间隙不均匀;定位不准;落料件尺寸不准(3)翻边拉毛→刃口有伤痕;零件表面有杂质;刃口硬度太低(4)翻边裂→修边时毛刺大;凸凹模间隙太小;翻边处形状有突变二、冲压车间质量控制点:第三节模具常识模具是冲压生产的基础,也是一种成本很高的工装。现车间使用的SQR7160模具全部是由台湾福臻公司制造。模具的水平直接影响到了产品的质量和企业的经济效益。每一位冲压车间的员工都应该了解模具的相关知识,并严格遵守各项模具管理制度。冲压车间目前生产冲压件108种,各种模具总计为299付。一、模具日点检:模具必须进行日点检,日点检由生产线的机台长负责,机台长负责对每天上机台的模具按日点检记录卡的要求进行检查,并填写检查记录。在对模具进行日点检时必须注意:(1)导向机构是否松动,工作是否异常。(2)用于板料定位的定位销是否松动。(3)模具卸料螺栓是否松动、变形。(4)模具型面是否存在拉毛、生锈、杂物。(5)冲头、冲套、镶块是否存在崩刃、松动、变形。(6)模具安装螺栓是否松动、变形。(7)导向机构润滑是否正常(8)废料排除是否正常。(9)模具用于连接的螺栓、定位销是否松动、脱落。(10)模具用于顶起的各种气动元件是否有漏气现象。(11)工作完毕模具是否清洁干净,废料盒、孔中的废料是否清除干净。(12)需要留存的尾件是否放入模腔中。(13)无须修理的模具的导向机构是否涂抹润滑脂。(14)拿下的废料盒、滑料槽是否物归原位。(15)用于卸料或退料的弹性元件是否存在失效现象。检查完毕,检查人员必须及时填写《工装日点检记录》,反馈有关信息。二、模具事故的分类及处理:模具非正常损坏均属于模具事故,根据损失程度分为大、中、小事故。大事故(1)造成大中型模具底板裂开(2)模具修理费用大型模具在900元以上,中型模具在500元以上,小型模具在150元以上。(3)模具损坏导致生产间断两昼夜以上。中事故(1)小型模具底板裂开(2)模具修理费用,大型模具在450元以上,中型模具在225元以上,小型模具在90元以上。小事故模具修理费用,大型模具在450元以下,中型模具在225元下,小型模具在90元以下。事故的处理:1、事故发生后应保留现场并立即通知模具维修人员、模具工艺员、车间领导、厂领导和公司领导进行处理。2、对事故责任者根据情节严重和态度好坏,分别给予批评教育和赔偿经济损失处理。3、对因严重违反操作规程而造成事故者,除赔偿经济损失外视情节轻重给予必要的行政处分直至追究刑事责任。操作者不合理使用模具,经劝说不改者线长有权对其所造成的损失按事故处理。冲压车间生产中模具操作注意事项谈到模具在生产操作中所要注意的问题,我们可以分工序来谈,可分为拉延、修边冲孔、落料、斜楔修边冲孔、翻边整形等。一、拉延工序生产前操作人员要对模具进行检查,内容主要有:型面或型腔内是否有异物、模具的安装螺栓是否已经锁紧、压力机的闭合高度是否与模具的装模高度相同、板料的尺寸与牌号是否与工艺要求统一、模具的定位装置是否有松动现象,模具维修或清理废料后,工具是否及时带出冲模区域,生产过程中上模容易卡料的,操作一定要注意取件的及时性,精力高度集中,生产此类件时不准随意更换操作人员,或者是随意打扰操作人员。模具的润滑状态是否良好,主要是导向部位。在拉延工序生产时,操作人员可以根据操作指导书对模具进行涂油。生产人员在操作过程中一定要注意以下几点:撬料用的物品或磁铁一定要注意不要带入模具型腔内。涂油时一定要注意不要将油涮、滚轮特别是滚轮上的安装螺母不要掉入模具型腔内。模具导向板基槽内不应放置任何物品,如模具调试的平衡块等。如下图:上导板安装座上导板安装座下导板安装座垫物另外模具的顶料装置也会弹起掉入模具型腔内,如右侧外板-侧围后部OP10的顶料装置掉入模具型腔内,造成凹模开裂。二、修边冲孔工序生产前的检查工作主要有:模具的安装模螺栓是否紧死、压机的闭合高度是否与模具的装模高度统一、模具的废料道是否通畅。保证模具的工作型面上没有异物,如通废料的工作等。模具导向部分的润滑情况。模具的存放限置器是否已经拿下。因为我们目前大部分模上采用的都是弹性存放限置器,所以没有引起什么安全事故,如果是刚性的限置器,就比较容易出现问题,在工作是要养成良好的习惯是很重要的。二车间生产的S11四门外板就刚性存放限制器就打坏了很多。生产中要定期对模具的刀口部分涂油,以有利于模具的卸料及提高模具的使用寿命。(一般每生产100件左/右涂一次就可以了,对拉延时涂油量很大的模具,此项工作就没有必要了,如左/右侧外板-侧围后部等模具)冲孔模废料道的检查工作,特别是冲小孔的废料道,一定要定期检查。修边废料一定要每件清理,不可留在废料刀上,特别是刀背上,冲压二车间就因废料清理不及时打坏了很多底盘件的模具,具体如下图:背部背部修边废料在清理修边冲孔废料时,一定要注意不要将废料合或废料随便乱放,如以下案例:B线在生产后围上内板OP20模具因操作人员在清理废料时将废料放在了下模的导向基座上,造成模具上模的导向板基座断裂的重大工装事故。分析:模具导板之间的间隙要求小于0.05mm,试想一下将多块0.8mm的废料放在上下导板之间,结果会是怎样?导向部位损坏三、斜楔修边冲孔为什么要把斜楔修边冲孔单独列出来说?主要是说一下关于斜楔方面的知识。B处B处A面A面四、翻边整形模翻边整形工序通常是一个件的最后一道工序,也是分关键的一道工序。装模高度准确拉毛翻边平度整形面的保护第四节冲压车间设备常识设备压力机属于精、大、稀设备。一、冲压车间设备简介:现冲压车间使用的都是济南第二机床厂生产的闭式四点压力机,其中有:A线:1600T双动压力机1台;900T单动压力机6台B线:1300T双动压力机1台;800T单动压力机4台;630T单动压力机1台C线:1000T双动压力机1台;630T单动压力机5台。10线:2000T双动压力机1台;1000T单动压力机4台。20线:1300T双动压力机1台;630T单动压力机4台。30线:1300T双动压力机1台;630T单动压力机4台。40/50线:630T压力机4台;400T单动压力机4台。主要设备压力机为立式上传动全钢结构。主要由机身、滑块、移动工作台、气垫、微调系统、传动系统、润滑系统、空气管路系统、电气控制系统等部分组成。双动压力机适用于大型薄板件的压延、成形、压弯等工序,单动压力机适用于薄板件的浅拉深、成形、弯曲、校正、冲裁等各种冷冲压工艺。压力机电气控制系统采用日本欧姆龙生产的PC机,昭和公司生产的电子凸轮开关。实现双回路控制。电气安全技术采用了光电保护、设备的安全性和可靠性达到了国内先进水平。桁车主要由大车运行机构、小车运行机构、起升机构(卷扬)等组成。带空调的驾驶室,操纵控制实现了联动控制。其中50/10T行车变速系统为变频调速(4台),3台10T桁车,1台电磁吸盘、吊钩两用10T桁车同叉车、电动平车一起共同负担冲压车间模具及货物的起吊、运输、转移工作。开卷校平剪切线由上料小车、开卷机、引料直头机、十七辊矫直机、活塞、定尺送料装置、剪切机(定尺剪)、皮带运输机、垛板台及其输出机构、液压站等。该线采用现代控制技术、先进的控制装置及可靠的检测系统,能对全线实现手动、自动生产,满足高速、高精度的剪切要求。钢板清洗涂油机(1台)解决了车身覆盖件的清洗涂油问题,为车身覆盖件的质量的提高奠定了可靠的基础。二、主要设备压力机操作步骤及注意事项:1、查看交接班记录2、合上总电源开关,将控制面板上的“电源控制”旋钮打到“通”位置。(接通压机电源)3、进行压机润滑操作,开动油泵电机。注意润滑正常指示灯亮后,才能正常操作下面步骤。4、进行“液压保护”重调,视滑块位置开动微调。(注意:根据滑块位置选择正反转)将滑块开到上死点进行补压,正常后旋钮复位。5、检查压力机离合器-制动器性能。用“寸动”检查,听其声判断。6、开动主电机。待主电机运行平稳后观察主电机电流是否正常。7、检查各气路空气压力是否符合工艺参数要求,特别是平衡器气压调整规范。8、空车运行(用“寸动”)观察压机正常运转情况,填写点检表。三、设备使用维护保养细则:1、日常维护保养:由操作工每天进行的例行保养。主要内容有:清洁、润滑,检查零部件完整状况和紧固已松动零件;班前15分钟对设备各部分进行检查,规定的点检项目在检查后,记录在点检表上,确认正确后,才能使用设备;下班前15分钟,认真清扫、擦拭设备,并将设备状态记录在交接班登记簿上,办理交接班手续。2.设备一级保养:设备的一级保养是须在专职检修人员指导下,机台长负责由操作工进行的设备维护工作。要求做到整齐、清洁、润滑、安全。其主要内容有:(1)拆卸指定的零部件、箱盖及防护罩等,彻底清洗擦拭设备内外;(2)紧固松动部位,更换个别易损件;(3)按设备润滑要求定期给设备添加润滑油和脂。清洗设备表面油污,检查调整润滑油路,保证畅通不泄露;(4)清扫电器箱、电动机、电气装置,做到固定整齐,安全防护装置牢靠;(5)按《设备日常维护保养标准》进行设备保养。3.设备二级保养:设备的二级保养以专职维修人员为主,设备操作操作人员协助,对设备的规定部分进行分解检查和修理。其主要内容有:(1)根据设备使用情况,对设备进行部分解体检查和清洗;(2)对各种油箱清洗换油,油质油量符合要求,保证正常润滑;(3)修复、更换易损件;(4)检修电器箱、电动机及线路;(5)检查、调整、修复精度,校正水平。四、设备事故管理:设备事故:使设备失去原有的精度、性能,不能正常运行造成停工的现象。1.设备事故按起因不同分为三类:(1)责任事故:属人为事故,是由于操作人员违反操作规程或擅自离开岗位及超负荷运转等原因致使设备受到损坏的;(2)质量事故:是设备先天性不足或安装过程有问题造成设备损坏的;(3)自然事故:是人类不可抗拒的自然灾害使设备受到损坏的。2.设备事故按损失大小分为三类:(1)一般事故:500—10000元,精大稀设备1000—30000元;(2)重大事故:10000—30000元,精大稀设备在30000元以上;(3)特大事故:500000元以上。3.设备事故处理要做到“三不放过”即:事故原因未查清楚的不放过;事故责任人未受到处理的不放过;没有防范措施的不放过。4.设备事故处罚:凡是造成责任事故的员工本人和所在部门都必须接受公司的处罚,依照公司有关规定执行。对造成重大经济损失的要追究责任人和有关人员的刑事责任。第五节冲压车间材料常识一、板材的分类和名称:板材是指各种形状的半成品,如:薄板、中板、厚板、窄带材、带材等。按厚度分:厚板(4MM以上)、中板(3-4MM)、薄板(3MM以下)按轧制状态分:热轧钢板、冷轧钢板二、板料对冷冲压的影响:钢板的厚度公差钢板厚度公差超差是指钢板的实际厚度超过标准允许的偏差,它不仅影响零件冲压开裂,表面起皱,零件回弹,甚至可能造成重大的模具事故。这是影响冲压成败三要素之一。钢板厚度公差波动的大小,实际上影响模具对零件施加压力的大小,金属流动的难易,从而影响零件冲压开裂和起皱。 钢板的表面缺陷按规定,热轧钢板的表面不得有裂纹、结疤、折叠、气泡、分层和夹层等对使用有害的缺陷。但允许有深度(或高度)不超过厚度公差一半的麻点、凹陷、划痕等轻微、局部的缺陷,并保证钢板的最小厚度。冷轧和热轧钢板的任何表面缺陷的存在,特别是超出标准允许的表面缺陷,都会成为影响零件冲压开裂、涂漆质量和车身外观质量的直接原因。钢板的化学成分(1)碳。碳是钢中的一种最基本的元素,它提高钢板的强度,特别是抗拉强度。(2)硅。硅能提高冷轧钢板的强度。(3)锰。可防止钢过氧化和冷轧钢板边部避免产生龟裂的有利作用。(4)磷。具有良好的冷轧退火功能。但磷有冷脆性,对焊接性能也有不利影响。(5)硫。对冲压有害无益的元素。(6)铝。防止钢板时效、作为强脱氧剂、有利于深冲性能。三、汽车冲压用钢板应具有以下三方面的基本质量要求:1、良好的表面质量。材料的表面应光洁平整,无分层和机械性质的损伤,无锈斑、氧化皮及其它附着物。严格的厚度尺寸公差。材料的厚度公差应符合国家规定标准。优异的深冲性能。材料应具有:良好的塑性、屈强比小、板厚方向性系数大、材料的屈服极限与弹性模量的四、冷冲压用钢板:冷冲压过程中所用的板料大多为冷轧薄板。冷轧薄板因具有板面平整、尺寸精度高而受到冷冲压的青睐。因国家和地区而异,薄板的称谓(或牌号)大相径庭,但其组织结构及物化性能却大同小异。目前,冲压车间所用的牌号均为St系列,例如:St13、St14、St16等。相同牌号的材料也会因为冲压性能的不同,继续细分。大体可分为F级,HF级,ZF级;F,H,Z分别为汉语拼音复杂级,很复杂级,最复杂级的第一个字母,一目了然。分别用于复杂级冲压件,很复杂级冲压件及最复杂级冲压件的制件。以上的St系列板与我国的08AL系列板材性能大体是相同的,从本质上来讲都是08Al系列超低碳合金钢。第二章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,焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充,为了获得焊接时间焊接时间: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接回路。气路:首先是管路里的高压气体通过软管进入附在送料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≥0.6MPa),然后进入送钉管后,再进入焊枪气缸里。3、螺柱焊工艺(1)焊接原理和过程开始时先将螺柱放入焊枪的夹头里并套上套圈,使螺柱端与工件(母材)接触(图1)按下开关接通电源,枪体中的电磁线圈通电而将螺柱从工件拉起,随即起弧(图2)。电弧热使柱端和母材熔化,由时间控制器自动控制燃弧时间。在断弧的同时,线圈也断电,靠压紧弹簧把螺柱压入母材熔池即完成焊接(图3)。最后形成焊接接头(图4)。螺柱焊的主要作用螺柱焊主要用于螺柱、螺钉的焊接。螺柱焊的重要参数螺柱焊的主要参数有:螺柱提升高度、螺柱外伸长度和套圈夹头的同轴度、焊接电流、电弧电压、焊接时间等。(2)焊接质量要求定义上的质量要求:检测标准:螺柱焊核最小直径φmin=0.7d(d为螺柱端面直径)现场的检验要求:序号检测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螺柱数目符合本工位的作业指导书目测3螺柱型号符合本工位的作业指导书目测4螺柱质量螺纹正常,螺纹脚的高度正常目测5焊接外观质量螺柱处高度低于螺纹脚的高度;螺柱的底座旁有一定量的熔渣被挤出;没有螺纹过烧目测6焊接强度用相应规格的钢管套住螺柱,扳动动10~15度,螺柱底部的熔核没有撕裂。钢管检验方法七、其他焊接(一)激光焊1、概述定义:激光是受激发射光,是利用辐射激发光放大原理,使工作物质受激而产生一种单色性高,方向性好及亮度大的光,经透射镜或反光镜高度聚焦后,供给焊接、切割或材料表面处理等所需要的高功率密度热源。2、焊接设备焊接后的产品焊接机器人激光焊设备主要包括:激光发生器、光束传输和聚焦系统、焊枪、工作台、电源及控制装置、气源和水源、操作盘和数控装置等组成,激光发生器:是产生受激辐射光并放大的器件。是激光设备的核心部分。其中固体激光发生器主要由工作物质、聚光器、谐振腔、泵灯、电源及控制器等组成。电源经高变压器变压整流后对储能电容充电,在触发电路控制下导通泵灯,并使储能电容向他放电,泵灯即发出强光。光经聚光器后会聚,集中照在工作物质上(激光棒),工作物质被激发产生激光。激光在谐振腔内放大后通过输出到窗口。其他部分略3、焊接工艺激光焊接的主要参数是激光的能源参数:包括功率密度、吸收率、聚焦和离焦量其中功率密度低用于表面处理和钎焊其中功率密度中等时用于薄板的高速焊接和精密点焊其中功率密度更高时用于深度焊接。吸收率受材料的热导率、表面状态、激光波长、入射角和功率密度相关。(二)钎焊1、钎焊的定义:钎焊是采用比母材熔点低的金属材料做钎料,将焊件(母材)与钎料加热到高于钎料熔点,但低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散而实现连接焊接的方法。下图表示钎焊示意图。2、焊接设备(1)氧气瓶:正常的氧气瓶压力为1.5MPa,容量为40公升。使用时不得将氧气全部用完,最少保留0.1~0.2MPa压力。(2)乙炔瓶:正常满瓶压力为1.5MPa,使用时不得全部用完,最少保留0.1~0.2MPa压力。(3)减压器:其作用是把贮存在气瓶内的高压气体减压到所需的工作压力,并保持稳定。(4)焊炬:焊炬用来使可燃气体与氧气以一定比例混合,并产生适合焊接要求燃烧稳定的火焰,焊炬在使用中应能方便地调节氧气与可燃气体的比例和热量大小。(5)助焊剂混合器:用来把助焊剂均匀地混合到可燃气体中,以使焊缝成形良好,保证焊接质量,工作前要检查混合器中助焊剂的保有量是否在1公斤以上,如不够,要添加满。3、焊接工艺a、放置钎料,并对钎料和母材加热;b、钎料熔化,并开始流入接头间隙;c、钎料填满间隙,凝固后形成钎焊接头。钎焊的主要作用钎焊主要用于细小间隙的填充和连接,其接头一般不承受太大的应力。钎焊的主要缺陷未焊透、夹渣、咬边、焊瘤、裂纹、焊件变形、气孔和烧穿等第三节车身的定位工艺车身的定位主要依靠焊接夹具和焊接辅具,而焊接夹具和焊接辅具作用是夹紧和定位定义:夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程的一种工艺装备,是用于定位和夹紧的一种附加装置。它的主要作用是定位和夹紧,通过定位面、定位销、夹爪及其它一些辅助元件对被加工对象进行定位和夹紧,从而确保工件的尺寸精度。一、夹具的作用工件夹紧原理为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变,就要用夹紧装置将工件夹紧。才能保证工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠地接触,防止在加工过程中移动、振动或变形。由于工件的夹紧装置是和定位紧密联系的,因此,夹紧方法的选择应与定位方法的选择一起考虑。在设计夹紧装置时,应考虑夹紧力的选择,夹紧机构的合理设计及其传动方法的确定。关于夹紧力的选择应包括方向、作用点及大小这三个要素的确定。夹紧装置选择合适,不仅可以显著地缩短辅助时间,保证产品质量,提高劳动生产率,而且还可以方便工人操作,减轻体力劳动。夹紧力作用在具体选择时还应注意以下几点:(1)夹紧力合力的作用点一般应靠近支承表面的几何中心,也既作用于支撑三角形的中心。这样可使夹紧力较均匀地分布在接触表面上。(2)夹紧力作用点应尽可能靠近加工面,使加工力对于夹紧力作用点的力矩变小,这样可减少工件的转动趋势或振动。夹紧力作用点的数目增多,能使工件夹紧均匀,提高夹紧的可靠性,减少夹紧力的变形。二、夹具的定位原理和方式1、在定位时,每个工件在夹具中的位置是不确定的,对同一批工件来说,各件的位置也将是不一致的。工件位置的这种不确定性,可用空间直角坐标轴分为以下6个方面,工件有6个自由度,沿三坐标轴的移动自由度和绕三坐标轴的转动自由度。末定位前的工件相当于自由刚体,是无法进行加工的,因此,为了使工件在夹具中有一个正确位置,必须对影响工件加工表面位置精度的自由度加以限制。要使工件在夹具中的位置完全确定,其充分必要条件是将工件靠置在按一定要求布置的6个支承面

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