【正文】 車(chē)的壓力容器等的焊接。 ? 氬氣或混合氣體（氬氣 +氧氣或 CO2）保護(hù)焊 用于車(chē)身鍍鋅鋼板的焊接。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 其他焊接方法在汽車(chē)焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 ? 釬焊 用于散熱器、銅和鋼件、硬質(zhì)合金的焊接。 ? 摩擦焊 用于汽車(chē)閥桿、后橋、半軸、轉(zhuǎn)向桿和隨車(chē)工具等的焊接。 ? 激光焊接 用于不同厚度板材連接、車(chē)身焊接等。 ? 激光切割 用于車(chē)身底板、齒輪、零件下料和修邊等。 ? 電子束焊 用于齒輪、后橋等的焊接 ? 超聲波焊 用于塑料件焊接。 ? 氧乙炔焊 用于車(chē)身總成的補(bǔ)焊。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 轎車(chē)焊接結(jié)構(gòu) ? 轎車(chē)以承載人為目的，所以要求具有高的安全性和乘坐舒適性。 ? 轎車(chē)上常用的焊接結(jié)構(gòu)包括：點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)、弧焊結(jié)構(gòu)、凸焊結(jié)構(gòu)、螺栓焊結(jié)構(gòu)、激光焊結(jié)構(gòu)等。 ? 現(xiàn)代轎車(chē)上應(yīng)用最多的焊接工藝就是點(diǎn)焊，一部轎車(chē)上大約有 30006000個(gè)焊點(diǎn)。 ? 一般來(lái)說(shuō)，增加點(diǎn)焊數(shù)量、減少弧焊長(zhǎng)度是提高車(chē)身制造質(zhì)量的基本方法之一。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 載貨汽車(chē)焊接 ? 載貨汽車(chē)以承載和運(yùn)輸物品為目的，所以要求汽車(chē)有高的承載性能和安全性。 ? 載貨汽車(chē)上常用的焊接結(jié)構(gòu)包括：點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)、弧焊結(jié)構(gòu)、凸焊結(jié)構(gòu)和螺栓焊結(jié)構(gòu)等。 ? 與轎車(chē)不同，載貨汽車(chē)上使用最多的是弧焊結(jié)構(gòu)。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 內(nèi)容目錄 ?焊接工藝概述 ?弧焊結(jié)構(gòu)及弧焊質(zhì)量控制 ?點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)及點(diǎn)焊質(zhì)量控制 ?焊接新工藝簡(jiǎn)介 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 弧焊結(jié)構(gòu) ? 為了提高轎車(chē)車(chē)身的制造精度，現(xiàn)代轎車(chē)盡量減少弧焊焊縫數(shù)量，但在某些點(diǎn)焊焊鉗難以達(dá)到的部位、要求強(qiáng)度高的部位（如前保險(xiǎn)杠支架）、以及要求密封的部位等仍然采用弧焊。 ? 轎車(chē)上的弧焊接頭一般有對(duì)焊、搭接焊、塞焊和開(kāi)槽焊等。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 點(diǎn)焊焊鉗難以達(dá)到的部位采用弧焊 焊接性概念 ? 【焊接性】是材料在限定的施工條件下焊接成規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿(mǎn)足預(yù)定工作要求的能力。包括兩方面內(nèi)容：一是工藝焊接性，即在一定的焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)，無(wú)缺陷的焊接接頭的能力；二是使用焊接性，即焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足技術(shù)要求所規(guī)定的各種使用性能的程度。包括力學(xué)性能及耐熱、耐蝕等特殊性能。 ? 金屬焊接性與金屬本身的材質(zhì)和焊接工藝條件有關(guān)。例如鋁在氣焊和焊條電弧焊條件下，難以獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭，用氬弧焊卻能達(dá)到較高的技術(shù)要求。因此，又可以說(shuō)鋁的焊接性能良好。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 鋼焊接性的評(píng)定 ? 【碳當(dāng)量】 鋼的焊接性很大一部分取決于碳的含量。把鋼中合金元素 ( 包括碳 ) 的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量稱(chēng)碳當(dāng)量，碳當(dāng)量常用來(lái)評(píng)定碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量計(jì)算公式為： ? ? 在計(jì)算碳當(dāng)量時(shí)，各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都取成分范圍的上限。經(jīng)驗(yàn)證明，碳當(dāng)量越高，裂紋傾向就越大，焊接性越差。當(dāng) ％時(shí)，鋼材的焊接性良好，焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱等工藝措施； ＝ ％～ ％時(shí)，鋼材焊接時(shí)冷裂傾向明顯，焊接性較差，焊接時(shí)一般需采取預(yù)熱和緩冷等工藝措施來(lái)防止裂紋產(chǎn)生； ％時(shí)，鋼材焊接時(shí)冷裂傾向嚴(yán)重，焊接性差，焊接時(shí)需要較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 常用金屬材料的焊接 ? 低碳鋼的焊接： 低碳鋼的碳當(dāng)量小，塑性好，一般沒(méi)有淬硬與冷裂傾向，焊接性?xún)?yōu)良。 ? 中、高碳鋼的焊接： 中碳鋼的含碳量較高，當(dāng) ％時(shí)，焊接接頭易產(chǎn)生淬硬組織和冷裂紋傾向，焊縫金屬熱裂傾向較大。高碳鋼焊接性更差。一般不作為焊接結(jié)構(gòu)用材料，只限于修補(bǔ)工作。 ? 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接： 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼由于化學(xué)成分不同，焊接性也不同。當(dāng) ％時(shí)，焊接性良好，一般采用焊條電弧焊或埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行焊接，當(dāng) ％時(shí)，焊接性較差，采用焊條電弧焊或埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行焊接。 ? 奧氏體不銹鋼的焊接： 在所用的不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼應(yīng)用最廣。奧氏體不銹鋼焊接性良好，適用于焊條電弧焊、氬弧焊和埋弧自動(dòng)焊。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 常用金屬材料的焊接 ? 鑄鐵的焊補(bǔ)： 鑄鐵焊接性差，容易出現(xiàn)白口組織、裂紋、氣孔等焊接缺陷。焊接只用來(lái)修補(bǔ)鑄鐵件缺陷和修理局部損壞的零件。補(bǔ)焊鑄鐵的常用方法是氣焊和焊條電弧焊。 ? 鋁及其合金的焊接性： 鋁及鋁合金的焊接較為困難，焊接鋁及鋁合金，目前以氬弧焊較為理想。 ? 銅及其合金的焊接性： 銅及銅合金焊接性能較差，目前，采用氬弧焊是焊接銅及銅合金最為理想的方法，也可采用氣焊和焊條電弧焊等。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 弧焊接頭形式 ? 常用接頭形式有對(duì)接、搭接、角接和Ｔ形等，如圖所示。對(duì)接接頭的應(yīng)力集中相對(duì)較小，能承受較大載荷，焊接結(jié)構(gòu)中常用；搭接接頭應(yīng)力分布不均，承載能力低，適用于被焊結(jié)構(gòu)狹小處及密封的焊接結(jié)構(gòu)；角接接頭承載能力不高，一般用在不重要的結(jié)構(gòu)件中；Ｔ形接頭整個(gè)接頭承受載荷，承載能力強(qiáng)，生產(chǎn)中應(yīng)用也很普遍。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 焊接坡口 ? 根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽，稱(chēng)為坡口。開(kāi)坡口的目的是為了得到在焊件厚度上全部焊透的焊縫。常見(jiàn)對(duì)接接頭的坡口形式有 I 形坡口、 V 形坡口、 X 形坡口、 U 形坡口等四種。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 焊接坡口 ? 焊條電弧焊板厚在 6 毫米以下對(duì)接時(shí)，一般可不開(kāi)坡口直接焊成。 ? 板厚較大時(shí)，接頭處根據(jù)工件厚度應(yīng)開(kāi)各種坡口。在板厚相等的情況下， V形坡口形狀簡(jiǎn)單，加工方便； ? X形坡口比 V形坡口需要的填充金屬少，生產(chǎn)率高，并且焊后角變形小，但是 X形坡口需要雙面焊。 ? U形坡口根部較寬，容易焊透，也比 V形坡口焊條消耗量少，省工時(shí)，焊接變形也較小。但是 U形坡口形狀復(fù)雜，加工較困難，一般只在重要的厚板結(jié)構(gòu)中采用。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 不同厚度鋼板對(duì)接允許厚度差 ? 焊接接頭處鋼板厚度最好相等，這樣焊接時(shí)受熱均勻，容易保證焊接質(zhì)量。不同厚度金屬對(duì)焊時(shí)，如果兩板厚度差不超過(guò)下表規(guī)定，則接頭的基本形式和尺寸應(yīng)按厚板選取，如厚度超過(guò)表中規(guī)定值，則應(yīng)在較厚的板上加工出單面或雙面削薄。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 焊縫的空間位置 ? 焊接時(shí)，按焊縫在空間位置的不同可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊。平焊操作方便，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)效率高，焊縫質(zhì)量易于保證。因此，一般應(yīng)盡可能將工件放在平焊位置進(jìn)行施焊。立焊時(shí)熔滴易向下流淌，成形較困難，不易操作。橫焊時(shí)熔滴易偏向焊縫的下邊，產(chǎn)生熔化不良，焊瘤，未焊透等缺陷。仰焊時(shí)熔滴最易下滴，焊縫成形困難，操作更難。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 焊接接頭工作應(yīng)力分布 ?應(yīng)力集中系數(shù) ?對(duì)接接頭的工作應(yīng)力分布 ?丁字（十字）接頭的工作應(yīng)力分布 ?搭接接頭的工作應(yīng)力分布 ? 正面角焊縫的工作應(yīng)力分布 ? 側(cè)面角焊縫的工作應(yīng)力分布 ? 聯(lián)合角焊縫的工作應(yīng)力分布 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 應(yīng)力集中系數(shù) ? 焊接接頭的最大應(yīng)力與平均應(yīng)力之比，用應(yīng)力集中系數(shù)表示： ? 焊接接頭中產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因： ? 焊縫中的工藝缺陷，如氣孔、夾渣、裂紋和未焊透等，其中裂紋和未焊透引起的應(yīng)力集中嚴(yán)重。 ? 不合理的焊縫外形。 ? 設(shè)計(jì)不合理的焊接接頭，如斷面的突變、加蓋板的對(duì)接接頭等，會(huì)造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。 ? 焊縫布置不合理。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 m a xTmK ??? 對(duì)接接頭工作應(yīng)力分布（ 1） ? 對(duì)接接頭常用于板材加工和零部件加工。 ? 通常焊縫略高于母材板面（加強(qiáng)高或余高），或進(jìn)行變板厚板材加工。 ? 由于加強(qiáng)高等造成了構(gòu)件表面不光滑，在焊縫與母材的過(guò)渡處將引起應(yīng)力集中。 ? KT的大小，與加強(qiáng)高和焊縫向母材的過(guò)渡有關(guān)，加強(qiáng)高越大，過(guò)渡半徑越小，則應(yīng)力集中系數(shù) KT 增加。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 t1 t2 l 對(duì)接接頭工作應(yīng)力分布（ 2） ? 由加強(qiáng)高帶來(lái)的應(yīng)力集中對(duì)動(dòng)載結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度是不利的，因此要求越小越好。 ? 對(duì)重要的動(dòng)載構(gòu)件，有時(shí)采用削平加強(qiáng)高或增大圓弧的措施來(lái)降低應(yīng)力集中，以提高接頭的疲勞強(qiáng)度。 ? 對(duì)接接頭外形的變化與其他接頭相比是不大的，因此它的應(yīng)力集中較小，而且易于降低和消除。 ? 總之，對(duì)接接頭是最好的接頭形式，不但靜載可靠，而且疲勞強(qiáng)度也高。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 t1 t2 l 丁字（十字）接頭工作應(yīng)力分布（ 1） ? 丁字（十字）接頭焊縫向母材過(guò)渡較急劇，接頭在外力作用下力線扭曲很大，造成應(yīng)力分布極不均勻，在角焊縫的根部和過(guò)渡處都有很大的應(yīng)力集中。 ? 未開(kāi)坡口丁字（十字）接頭正面焊縫，由于整個(gè)厚度沒(méi)有焊透，焊縫根部應(yīng)力集中很大，在焊趾斷面 BB上的應(yīng)力分布也是不均勻的。 ? B點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)值隨角焊縫的形狀而變，隨 θ角的增大而減小，也隨焊角尺寸的增大而減小。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 t K B B A A θ F F F’ F’ 焊趾 根部 丁字（十字）接頭工作應(yīng)力分布（ 2） ? 開(kāi)坡口未焊透的丁字（十字）接頭的應(yīng)力集中大大降低。 ? 保證焊透是降低丁字（十字）接頭應(yīng)力集中的重要措施之一。 ? 對(duì)重要的丁字（十字）接頭必須開(kāi)坡口或采用深熔法進(jìn)行焊接。 ? 丁字（十字）接頭當(dāng)其焊縫不承受工作應(yīng)力時(shí)，在角焊縫根部的 A點(diǎn)處和焊趾 B點(diǎn)處亦有應(yīng)力集中。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 t K B B A A θ F F F’ F’ 丁字（十字）接頭工作應(yīng)力分布（ 3） ? 工作焊縫的應(yīng)力集中大于聯(lián)系焊縫的應(yīng)力集中。 ? 丁字接頭由于偏心的影響， A和 B點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)都比十字接頭的低。 ? 丁字（十字）接頭應(yīng)盡量避免在其板厚方向承受高拉應(yīng)力，因軋制板材常有夾層缺陷，尤其厚板更易出現(xiàn)層狀撕裂，應(yīng)將工作焊縫轉(zhuǎn)化為聯(lián)系焊縫。 ? 如果兩個(gè)方向都受拉力，則應(yīng)采用圓形、方形或特殊形狀的軋制、鍛制插入件。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 t K B B A A θ F F F’ F’ 搭接接頭工作應(yīng)力分布 ? 搭接接頭使構(gòu)件形狀發(fā)生較大變化，應(yīng)力集中比對(duì)接接頭的情況復(fù)雜得多。 ? 根據(jù)搭接角焊縫受力的方向，可以分為正面角焊縫、側(cè)面角焊縫和斜向角焊縫。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 l1 l2 l1 l3 l4 l5 F F 正面角焊縫 斜向角焊縫 側(cè)面角焊縫 正面角焊縫的工作應(yīng)力分布（ 1） ? 在正面角焊縫的搭接接頭中，應(yīng)力分布很不均勻，在角焊縫的根部和焊趾都有較大的應(yīng)力集中，其數(shù)值與許多因素有關(guān)。如減小角焊縫斜邊和水平邊的夾角和增大熔深焊透根部，可降低應(yīng)力集中系數(shù)。 ? 由于搭接接頭的正面角焊縫與作用力偏心，所以承受拉力時(shí)，接頭上產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。為了減少?gòu)澢鷳?yīng)力，兩條正面角焊縫之間的間距應(yīng)不小于板厚的四倍。即 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 兩種不同受力情況的正面搭接接頭 4lt?F F F’ F” l t l t 焊趾 根部 正面角焊縫的工作應(yīng)力分布（ 2） ? 由兩道正面角焊縫構(gòu)成的焊接接頭中，每道焊縫所擔(dān)負(fù)的力不一定相等，它與焊件厚度、搭接長(zhǎng)度和受力情況有關(guān)。 ? 左圖中，若焊件厚度和焊縫尺寸相等，則每道焊縫所受之力也相等。 ? 右圖中，即使焊件厚度和焊縫尺寸相同，但由于力的作用點(diǎn)不同，上板的搭接區(qū)段受 F’力拉伸，下板的搭接區(qū)段受 F’’力壓縮，故左端兩板的相對(duì)位移大于右端，左邊的焊縫承受之力比右端的大。搭接長(zhǎng)度越大，差別越大。 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 兩種不同受力情況的正面搭接接頭 F F F’ F” l t l t 正面角焊縫的工作應(yīng)力分布（ 3） ? F’’作用下搭接長(zhǎng)度與焊件厚度比值對(duì)焊縫受力的影響 先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 焊接技術(shù)研究中心 兩種不同受力情況的正面搭接接頭 F F F’ F” l t l t 焊縫長(zhǎng)度 l