焊裝工程和基本的工藝1

1、焊裝工程和基本的工藝 1目錄1、汽車制造工藝簡(jiǎn)介2、焊裝同步工程3、焊裝工程開(kāi)發(fā)及相關(guān)工藝2工藝簡(jiǎn)介在汽車制造工藝中四步：沖壓-焊裝-涂裝-總裝沖壓：將鈑件按照設(shè)計(jì)要求，使用模具沖壓成型；焊接：按照設(shè)計(jì)要求，將各鈑件焊接成白車身；涂裝：對(duì)白車身進(jìn)行前處理、底漆、中底漆、面漆、罩光漆；總裝：將發(fā)動(dòng)機(jī)等全部?jī)?nèi)外飾件裝配到車身上，最后變成整車，整車經(jīng)過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)合格后，即是商品車。34同步工程5678焊裝工程開(kāi)發(fā)91011焊裝工程開(kāi)發(fā)階段主要工藝工作：1、標(biāo)桿車車身結(jié)構(gòu)參考分析Benchmark2、焊裝生產(chǎn)線的分析規(guī)劃3、車身數(shù)據(jù)工藝性分析校核4、夾具開(kāi)發(fā)（還有模具、檢具、盛具開(kāi)發(fā)）：設(shè)計(jì)、仿真模

2、擬5、焊接設(shè)備開(kāi)發(fā)：設(shè)計(jì)、選型、仿真模擬6、各項(xiàng)工藝文件編制7、各項(xiàng)設(shè)備加工、安裝、調(diào)試8、車型試制（四個(gè)階段）下面主要講一些焊裝工藝知識(shí)：12Benchmark131415工藝規(guī)劃1617車身數(shù)據(jù)工藝性校核：181920211、點(diǎn)焊焊接邊寬度設(shè)置222、焊接分總成結(jié)構(gòu)形狀要求 防止零件存儲(chǔ)、輸送變形（防止開(kāi)口形狀的出現(xiàn)、防止較長(zhǎng)的懸臂出現(xiàn)等等）233、焊接結(jié)構(gòu)空間過(guò)小問(wèn)題 避免焊鉗操作空間過(guò)小，焊鉗容易碰傷鈑金件。244、標(biāo)準(zhǔn)件焊接分析要素（1）在同一個(gè)總成上應(yīng)用的焊接標(biāo)準(zhǔn)件盡可能統(tǒng)一，如固點(diǎn)焊或螺柱焊同時(shí)有M5和M6的螺母或螺栓。（2）標(biāo)準(zhǔn)件焊接空間不足。255、焊接搭接邊厚度問(wèn)題26夾具

3、開(kāi)發(fā)三個(gè)方向可調(diào)主輔線不同的定位精度要求對(duì)稱零件防錯(cuò)的設(shè)計(jì)主定位銷圓銷，副定位銷菱形銷、橢圓銷定位孔所在面為平面，不能是曲面塊的厚度高度盡量標(biāo)準(zhǔn)化盡量不選擇復(fù)雜曲面做支撐定位面人機(jī)工程外觀焊點(diǎn)盡量加銅板盡量不選擇螺母孔作為定位孔小的不規(guī)則零件可考慮加磁鐵2728焊接設(shè)備開(kāi)發(fā)常用焊接方法：29序號(hào)焊接方法 分類應(yīng)用范圍1電阻焊點(diǎn)焊 懸掛式點(diǎn)焊 車身分總成機(jī)器人點(diǎn)焊車身分總成固定點(diǎn)焊 車身小型零部件凸 焊 螺母板、小分裝件（板厚比超過(guò)1：3）螺柱焊 分總成植釘焊 （螺栓）分總成2熔化極電弧焊電弧、CO2氣保焊（弧焊機(jī)器人）儀表骨架總成、車身分總成CO2氣體保護(hù)焊(半自動(dòng)) 補(bǔ)焊車身分總成氬弧焊補(bǔ)焊

4、車身總成3釬焊氧-乙炔焊改制、補(bǔ)焊車身及分總成說(shuō)明：另外現(xiàn)在比較先進(jìn)的有激光焊接。點(diǎn)焊還包括傀儡焊、自動(dòng)焊、單面點(diǎn)焊。3031點(diǎn)焊系統(tǒng)：32分體式點(diǎn)焊機(jī)（DN3）：X型C型一體式點(diǎn)焊機(jī)（DN2）：33X型C型34固定式點(diǎn)焊機(jī)：35二保焊：36螺柱焊：主要是一體焊機(jī)和分體焊機(jī)的選型，包括鉗形及參數(shù)；并根據(jù)鈑金及夾具數(shù)模進(jìn)行仿真模擬分析。下面介紹一下相關(guān)焊接工藝：3738一、電阻焊基礎(chǔ)知識(shí)介紹電阻焊的定義： 焊件組合后通過(guò)電極施加壓力，利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。 Heat =I2RT 熱量是由焊接電流和電阻形成的： 鋼鐵的電阻值范圍是60到150微歐； 電阻焊接

5、鋼鐵的焊接電流是700018000A 焊接時(shí)間范圍是8到48個(gè)周波 典型焊接程序： 10000安2 歐 X 0.24 秒(12周波)= 2400 J 點(diǎn)焊/凸焊的定義： 點(diǎn)焊： 焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊的方法。 凸焊：在一焊件的貼合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)突起點(diǎn)，使其與另一焊件表面相接觸并通電加熱，然后壓塌，使這些接觸點(diǎn)形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。39電阻焊阻值4041二、焊接設(shè)備與工藝介紹1、弧焊（CO2焊）“弧焊”應(yīng)用金屬板材與電極之間的電弧產(chǎn)生熱量，溶合金屬。電極可以在過(guò)程中提供填充金屬，也可以不提供。雖然大部分弧焊工藝是由手工操作的，機(jī)器人

6、和自動(dòng)弧焊系統(tǒng)也有應(yīng)用。42焊接工藝參數(shù) 影響熔化極氣體保護(hù)焊點(diǎn)焊縫熔深、焊縫幾何形狀和所有焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)如下：焊接電流（送絲速度）極性（直流反接-電弧穩(wěn)定）電弧電壓（弧長(zhǎng)） (U=0.04*I+16+/-2 V)焊絲伸出長(zhǎng)度（干伸長(zhǎng)）（L=10*）焊接速度（）焊槍角度（10-15）（左焊法-便于觀察焊接接頭位置）焊接接頭位置焊絲直徑保護(hù)氣體成分和流量典型的CO2焊焊接工藝參數(shù)（目前車間所采用的焊接工藝參數(shù)）： 焊絲直徑mm，保護(hù)氣體流量1015L/min， 電流70120A，電弧電壓1822，干伸長(zhǎng)812mm 短路過(guò)渡，適合全位置焊接。43焊槍角度/焊接位置的影響44CO2焊焊接缺陷產(chǎn)生

7、原因及防止措施45462、電阻點(diǎn)焊設(shè)備點(diǎn)焊焊接循環(huán)過(guò)程：47控制器提供信號(hào)控制點(diǎn)焊機(jī)動(dòng)作接通和切斷焊接電流設(shè)定焊接周波時(shí)間 控制焊接電流至變壓器進(jìn)行故障監(jiān)控和處理48焊接變壓器阻抗匹配（電阻成分：焊點(diǎn)、無(wú)感電纜、導(dǎo)體、變壓器）；能產(chǎn)生大量電流（30 volts / 0.0015 ohms = 20,000amps ）；兩個(gè)次級(jí)線圈；變壓比范圍從14:1至 60:1；次級(jí)電壓范圍從6至30伏；49電極向焊接區(qū)傳遞壓力；向焊接區(qū)傳輸電流；導(dǎo)散焊件表面及焊接區(qū)的部分 熱量；調(diào)節(jié)和控制電阻焊加熱過(guò)程的 熱平衡等。50向焊接區(qū)傳遞壓力壓緊零件；維持焊接電阻：-如果電阻太低，生成熱量不夠；-如果電阻太高，

8、生成熱量過(guò)多；建立封閉壓力：-當(dāng)焊接熱量形成，在壓力下熱量擴(kuò)散至焊接金屬。51向焊接區(qū)傳輸電流最小化電極帽與工件間的接觸電阻；保持焊接界面的電流強(qiáng)度。52導(dǎo)散焊件表面及焊接區(qū)的部分熱量焊接核心處生成的溫度足以熔化銅電極；當(dāng)焊點(diǎn)形成過(guò)大而超出表面，就生成焊接飛濺。53電極材料質(zhì)量良好的導(dǎo)電性；良好的傳熱性；高溫硬度與強(qiáng)度；良好的加工性能；高的抗氧化能力，并與被焊材料形成合金的傾向性小。 目前汽車企業(yè)點(diǎn)焊電極主要采用的是鉻鋯銅CuCrZr（軟化溫度550），硬度135HV，電導(dǎo)率43MS/m。54點(diǎn)焊電極結(jié)構(gòu)電極形狀一般要求：維護(hù)方便，便于安裝及拆卸；不生成熱量； 常用電極如右圖所示，電極的公稱直

9、徑D根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其系列為10、13、16、20、25、32、40，對(duì)于這些直徑D的電極，其最大電極力應(yīng)符合右表要求的，且當(dāng)D25mm時(shí)，電極尾部錐度為1：10；當(dāng)D25mm時(shí)，錐度為1:5。特殊電極： 用于特殊情況下； 通常熱容量較差；十分昂貴；維護(hù)很困難；55焊接工藝參數(shù)幾乎有無(wú)數(shù)種焊接參數(shù)的結(jié)合方式來(lái)達(dá)到好的焊點(diǎn)；電流，壓力，時(shí)間，電極材料，電極端面直徑，冷卻能力等相互作用，影響著焊接焊點(diǎn)質(zhì)量；焊件材料本身的影響；5657585960點(diǎn)焊過(guò)程的影響因數(shù)61點(diǎn)焊分流的影響626364點(diǎn)焊熔核偏移65焊件材料的影響金屬材料的板材厚度增加時(shí):最小焊核尺寸增加；焊接壓力增加；電極尺寸增加；焊接時(shí)間

10、增加；焊接電流增加；鍍鋅板材增加焊接電流1/3;電極壓力約1/3；稍增加或不增加焊接時(shí)間；高強(qiáng)度鋼增加焊接壓力；可能需要增加焊核尺寸；66焊點(diǎn)過(guò)程參數(shù)對(duì)焊接工藝參數(shù)的影響67 點(diǎn)焊焊點(diǎn)無(wú)損檢測(cè)鑿檢鑿檢焊點(diǎn)選擇規(guī)則 確定檢查工位的數(shù)量及位置，從而確認(rèn)該檢查工位涉及的焊槍和對(duì)應(yīng)的焊接程序。對(duì)于每把焊槍，如果相同板材匹配的同排列焊點(diǎn)，可選取兩端和中間的焊點(diǎn)；對(duì)于相同焊槍，且相同焊接程序的焊點(diǎn)，可選取接合面焊接要求最高的焊點(diǎn)；此外，可以加入平時(shí)檢查中缺陷頻率較高的焊點(diǎn)，控制風(fēng)險(xiǎn)。下列焊點(diǎn)一般不適于進(jìn)行鑿檢：鑿子無(wú)法達(dá)到的焊點(diǎn)車身外表面，平整度要求較高的焊點(diǎn)（包括銅板焊接）厚板焊接（），包括高強(qiáng)度鋼（）

11、的焊點(diǎn)對(duì)于以上焊點(diǎn)，可以采用目視檢查的方法，觀察焊點(diǎn)的大小、顏色和壓痕等特征，如果必要，還可以制作圖示模板進(jìn)行參照。有條件的話，還可以采用超聲波無(wú)損檢測(cè)的方法進(jìn)行輔助檢查。另外，在每次破壞性檢查的時(shí)候應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注此類焊點(diǎn)。鑿檢焊點(diǎn)的數(shù)量，建議不少于車間焊接焊點(diǎn)總量的30%。68鑿檢方法鑿子焊件錘子非破壞性檢查693、螺柱焊機(jī) 螺柱焊：將金屬螺柱或類似的其他金屬緊固件（栓，釘?shù)龋┖附拥焦ぜɡ玮k金管道或其他結(jié)構(gòu)）上去的方法。 特點(diǎn)：焊接時(shí)間短，焊接強(qiáng)度高，焊接能量集中，操作方便，焊接效率高，對(duì)母材熱損傷小特點(diǎn)。70焊接工藝參數(shù)71螺柱焊無(wú)損檢測(cè)辦法用磅的橡皮榔頭在一定的距離，角度和力度范圍內(nèi)敲

12、擊螺柱，正反敲擊，螺柱不脫落為合格。（示意圖如下，圖一中距離d在20cm-30cm范圍內(nèi)，角度a大于45度，榔頭自由下落，確保敲擊力度；圖二中角度小于45度，確保敲擊方向。）檢驗(yàn)結(jié)束，檢驗(yàn)工件必須修復(fù)后方可發(fā)交。 72短周期拉弧螺柱焊的缺陷和校正方法73車間焊接工藝參數(shù)的管理焊接參數(shù)的設(shè)定焊接工藝參數(shù)初始設(shè)定參照焊接工藝規(guī)范制訂參考標(biāo)準(zhǔn)，然后可根據(jù)實(shí)際工藝進(jìn)行適量調(diào)整。穩(wěn)定后進(jìn)行記錄，備案。焊接工藝參數(shù)的調(diào)整沒(méi)有焊接工程師指導(dǎo)或授權(quán)，任何人不能進(jìn)行焊接工藝參數(shù)的調(diào)整。維修人員在焊接工程師不在場(chǎng)，而現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)維修人員調(diào)整后的參數(shù)，焊接工程師必須負(fù)

13、責(zé)審核和跟蹤。調(diào)整記錄的管理焊接參數(shù)調(diào)整結(jié)束后，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)跟蹤并作好記錄(焊接質(zhì)量問(wèn)題跟蹤單)。焊接工程師負(fù)責(zé)解決跟蹤中出現(xiàn)的問(wèn)題。在跟蹤周期結(jié)束后，質(zhì)量無(wú)問(wèn)題，由焊接工程師及工段長(zhǎng)共同確認(rèn)后關(guān)閉。跟蹤文件由焊接工程師歸檔，保存期限為12個(gè)月，并更新原來(lái)的焊接工藝參數(shù)卡片。74三、分析判斷生產(chǎn)中的點(diǎn)焊質(zhì)量問(wèn)題以下為有缺陷焊點(diǎn)：虛焊：無(wú)熔核或熔核直徑尺寸小于白車身焊接強(qiáng)度檢驗(yàn)控制方法規(guī)定的尺寸的焊點(diǎn)；裂紋：沿著焊點(diǎn)周圍有裂紋的焊點(diǎn)，周圍有裂紋的焊點(diǎn)是不合格的；位置偏離：焊點(diǎn)之間的最大距離超過(guò)了產(chǎn)品技術(shù)圖紙規(guī)定間距的30% ；壓痕過(guò)深：非暴露面焊點(diǎn)壓痕深度（D）不得超過(guò)鋼板厚度（T）的50；在暴

14、露面上，焊點(diǎn)壓痕深度（S）不得超過(guò)鋼板厚度（T）的20，成型缺陷都要拋光。 扭焊：如果母材扭曲變形超過(guò)焊接面30度；變形：如果鋼板被拉超過(guò)緊靠焊點(diǎn)周圍的厚度的兩倍，就判定該焊點(diǎn)有缺陷； 漏焊 ；燒穿；邊緣焊點(diǎn) ；注意：如果一條焊接邊不允許有兩處或者兩處以上的缺陷焊點(diǎn)，缺陷焊點(diǎn)不得連續(xù)發(fā)生；焊縫末尾的焊點(diǎn)不得有缺陷（發(fā)現(xiàn)追溯核查補(bǔ)焊）。75虛焊無(wú)熔核或熔核直徑尺寸小于白車身焊接強(qiáng)度檢驗(yàn)控制方法規(guī)定的尺寸的焊點(diǎn)；焊點(diǎn)熔核直徑的計(jì)算方法是互成直角時(shí)取兩個(gè)測(cè)量值的平均值，其中一個(gè)明顯是最小值。焊點(diǎn)熔核直徑標(biāo)準(zhǔn)取兩種厚度組合中的最薄厚度，三層板或三層以上的選擇次薄厚度板材要求的熔核直徑作為規(guī)定的尺寸。7

15、6壓痕過(guò)深非暴露面焊點(diǎn)壓痕深度（D）不得超過(guò)鋼板厚度（T）的50；在暴露面上，焊點(diǎn)壓痕深度（S）不得超過(guò)鋼板厚度（T）的20，成型缺陷都要拋光。77裂紋扭焊變形裂紋：沿著焊點(diǎn)周圍有裂紋的焊點(diǎn)，周圍有裂紋的焊點(diǎn)是不合格的（焊點(diǎn)表面由于電極壓下而留下的有限裂紋是合格的 ）扭焊：如果母材扭曲變形超過(guò)焊接面30度；變形：如果鋼板被拉超過(guò)緊靠焊點(diǎn)周圍的厚度的兩倍，就判定該焊點(diǎn)有缺陷； 78邊緣焊點(diǎn) 焊點(diǎn)不得超過(guò)任何焊接鋼板的邊緣79焊接質(zhì)量問(wèn)題板材之間飛濺；板材表面飛濺（粘電極）；電極墩粗成蘑菇頭；焊接強(qiáng)度低；壓痕過(guò)深；焊穿及裂紋；焊點(diǎn)過(guò)度發(fā)黑80板材之間飛濺直接原因：預(yù)壓時(shí)間短；焊接壓力低；板材附著贓

16、物；配合間隙差；焊點(diǎn)接近板材邊緣；焊槍動(dòng)作滯后；焊接角度不垂直間接原因：焊接電流高；電極對(duì)中性差；板材金屬特性列舉生產(chǎn)中實(shí)例并討論81板材表面飛濺（粘電極）直接原因：預(yù)壓時(shí)間短；焊接時(shí)間長(zhǎng)；保持時(shí)間短；焊接壓力低；冷卻不通暢；板材附著贓物；配合間隙差；焊槍動(dòng)作滯后；焊接角度不垂直；電極使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)間接原因：焊接電流高；電極對(duì)中性差；板材金屬特性列舉生產(chǎn)中實(shí)例并討論 冷卻不通暢：（流量）82電極墩粗成蘑菇頭直接原因：焊接時(shí)間長(zhǎng)；焊接壓力低；焊接電流高；電極頭部面積??；冷卻不通暢；電極使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)間接原因：板材附著贓物；焊槍動(dòng)作滯后；列舉生產(chǎn)中實(shí)例并討論83焊接強(qiáng)度低直接原因：焊接時(shí)間短；焊接壓力高；焊接電流低；電極頭部面積?。浑姌O頭部面積大；冷卻不通暢；配合間隙差；焊點(diǎn)相鄰太近等間接原因：焊點(diǎn)接近板材邊緣；板材金屬特性；焊接角度不垂直列舉生產(chǎn)中實(shí)例并討論 電極對(duì)中： 板材配合間隙： 邊緣焊點(diǎn)84壓痕過(guò)深直接原因：焊接時(shí)間長(zhǎng)；電極使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)間接原因：預(yù)壓時(shí)間短；焊接壓力低；焊接電流高；電極頭部面積??；冷卻不通暢；板材金屬特性；焊接角度不垂直等列舉生產(chǎn)中實(shí)例并討論 焊接角度不垂直85焊穿及內(nèi)部裂紋直接原因：保持時(shí)間短；焊接壓力低；板材附著臟物；板材金屬特性間接原因：焊接