【正文】 金屬高得多?？墒?，如果在硬夾軟接頭中的軟夾層中有嚴重的應力集中因素時，其疲勞強度大大降低。 ? 片狀缺陷 （如裂紋、未熔合、未焊透）比帶圓角的缺陷（如氣孔等）影響大； ? 表面缺陷 比內部缺陷影響大； ? 與作用力方向垂直 的片狀缺陷的影響比其他方向的大； ? 位于殘余拉應力區(qū)內 缺陷的應力比在殘余壓應力區(qū)內的大； ? 位于應力集中區(qū) 的缺陷（如焊縫趾部裂紋）的影響比在均勻應力場中同樣缺陷影響大。 ? 在某些情況下，可以通過開緩和槽使力線繞開焊縫的應力集中處，來提高接頭的疲勞強度。 ? 改善材料的力學性能：表面強化處理，用小輪擠壓和用錘輕打焊縫表面及過渡區(qū)，或噴丸處理焊縫區(qū)，也可以提高接頭的疲勞強度。 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing, China TWIN或 TANDEM雙絲焊接技術 TANDEM雙絲焊接技術 ? Tandem 焊接時，兩根焊絲都可使用脈沖電弧，給用戶提供了足夠的條件來使用不同的脈沖頻率焊接。 ? 熔池中氣體析出時間延長，降低了氣孔傾向； TANDEM 雙絲焊機的工藝特點 ? 數(shù)字化雙脈沖電源（ CLOOS－克魯斯）： ? 100% 2 500A/44V； 60% 2 645A/44V；脈沖電流達 1500A； ? 6 英寸 LCD顯示，可編程，連接 PC機、打印機；焊接數(shù)據監(jiān)控和管理，錯誤代碼顯示； ? 每根焊絲的規(guī)范參數(shù)可單獨設定，送絲速度可達35m/min；且質材、直徑可不同； ? 大大提高熔敷效率和焊接速度；在熔敷效率增加時，保持較低的熱輸入； ? 電弧穩(wěn)定，熔滴過渡受控；焊接變形??；飛濺小； ? 與 和其它快速熔焊技術比較，無需特殊的氣體；且耗氣量少； TANDEM焊接系統(tǒng)示圖 TANDEM雙絲焊工藝應用 ? 使用 TANDEM 工藝焊接 23mm薄板時，焊接速度可達 6m/min；焊接 8mm以上厚板時，熔敷效率可達 24kg/h。 ATIG焊接技術 ? ATIG（ Activating flux TIG）焊接法是在傳統(tǒng) TIG焊的施焊板材表面涂上一層很薄的表面活性劑，然后進行 TIG焊，從而顯著增加焊接熔深的一種新型高效焊接法。 ATIG焊接熔深增加機理 ? 電弧收縮理論 ? 在電弧中心區(qū)，溫度高于活性劑材料分子的分解溫度，氣體和活性劑原子被電離成電子和正離子，使弧柱中心區(qū)域的導電能力增強。 ATIG焊接熔深增加機理 ? 表面張力溫度梯度改變理論 ? 熔深增加是由于電弧與熔池表面相互作用的結果，陽極根部增加的電流密度引起的電磁力驅動了循環(huán)流所致。我國自 1999年首次將激光焊引入汽車制造。 ? 方便進行異種金屬的焊接。 ? 如果板材間間隙過大，能量無法集中于板材，會產生板材未熔化問題。 ? 激光釬焊屬于高溫釬焊，釬料熔點高于 900oC ? 釬焊焊縫外觀好，采用激光釬焊焊接車頂?shù)霓I車不需要密封飾條，而且強度和鋼度高，體現(xiàn)了高新技術的應用。 ? 基于對傳統(tǒng)電弧焊接技術的改進和創(chuàng)新而出現(xiàn)了多種新型鋁合金脈沖電弧焊接技術，如脈沖變極性 GTAW焊接技術、變極性穿透型等離子弧焊接技術、雙脈沖 GMAW焊接技術、交流（變極性） GMAW焊接技術、雙焊槍GTAW焊接技術等。 鋁（鎂）合金新型焊接工藝 ? 脈沖變極性 GTAW焊接技術 ? 交流（變極性） GMAW焊接技術 ? 變極性穿透型等離子弧焊接技術 ? 雙脈沖 MIG焊接技術 ? 雙焊槍 GTAW焊接技術 ? 攪拌摩擦焊技術 脈沖變極性 GTAW焊接技術 ? 對于鋁合金的交流 GTAW焊接，目前最常用的是交流方波工藝，即利用電源輸出的交流負半波（鋁合金工件接電源的負極，鎢極接電源的正極）對鋁合金表面的氧化膜進行破碎處理（也稱為陰極清理過程），而利用交流正半波實現(xiàn)對鋁合金的熔化焊接。 脈沖變極性 GTAW焊接技術 ? 基于現(xiàn)代電力電子技術的數(shù)字化控制逆變式脈沖變極性 GTAW焊接電源系統(tǒng)可以分別設置正向焊接。 ? 另外，受交流變換原理的影響，實際陰極清理的頻率也是不可調整的。 摩擦攪拌焊在鋁合金焊接領域中的出現(xiàn)。 ?熔深窄而深，焊接變形小； ?精密零件的焊接。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 激光焊接接頭形式 （ 對接或搭接 ） 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 (a) 間斷焊縫，有翻邊搭接 (b) 間斷焊縫，無翻邊搭接 (c) 連續(xù)焊縫，無翻邊搭接 (d) 對接焊縫，變斷面 激光釬焊 ? 激光釬焊采用 CuSi3作為填料。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 激光焊接工藝 ? 可進行兩層或三層雙面鍍鋅鋼板間的激光焊接。 ? 熱影響區(qū)小，由此產生的熱變形和熱損傷小，焊縫強度大。 ? 對于汽車制造工業(yè)來說， 激光焊接可以取代點焊和弧焊 ，使車型設計更為簡單，不必考慮可達性問題；焊縫更美觀，基本沒有熱變形；更加節(jié)約材料，焊接翻邊縮短，一般點焊需要 1518mm，激光焊只需要 10mm；車身強度和剛度更高，零件間結合更緊密。 ? 因為所使用的活性劑的各組分都是多原子分子，所以在電弧氣氛下發(fā)生熱解離，熱解離是吸熱反應，根據最小電壓原理，使得電弧收縮。 ? 對施焊材料的微量元素波動不敏感，焊接熔深穩(wěn)定。 ? 可以焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁等各種金屬材料，是一種高速高效、應用廣泛的先進焊接技術。 ? 同頻率相位差任意可調 。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 內容目錄 ?汽車焊接工藝概述 ?弧焊結構及弧焊質量控制 ?點焊結構及點焊質量控制 ?焊接新工藝簡介 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 焊接新工藝簡介 ?高速、高效焊接技術 ?鋁（鎂）合金新型焊接工藝 ?復合熱源焊接技術 ?焊縫跟蹤技術 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 高速、高效焊接技術 ? TANDEM 雙絲焊接技術 ? ATIG 焊接技術 ? 雙絲窄間隙埋弧焊 ? 激光焊接技術 ? 真空電子束焊接技術 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing, China TANDEM雙絲焊接技術 ? 1970年代：雙絲 MIG焊接工藝； ? 1990年代： Tandem焊接工藝； ? Tandem 焊接采用兩個獨立的噴嘴和兩個獨立的電源，每個電弧有自己獨立的焊接參數(shù)。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 提高焊接接頭疲勞強度的措施（ 2） ? 對結構或元件整體處理（如整體退火或超載預拉伸法），消除接頭應力集中處的殘余拉應力，提高接頭的疲勞強度。 ? 采用應力集中系數(shù)小的焊接接頭。 ? 若 內應力為正值 時，會降低構件的疲勞強度； ? 當 內應力為負值 時，構件的疲勞強度將有所提高； ? 焊接內應力對疲勞強度的影響與疲勞載荷的 應力循環(huán)特征系數(shù) 有關，在 σmin/σmax比值較低時影響比較大。 ? 低合金鋼和高強度鋼 在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)的力學性能變化比低碳鋼大。 ? 搭接接頭 的疲勞強度也是很低的。 ? 采用合理的焊接接頭設計，提高焊縫質量、消除焊接缺陷是防止和減少結構疲勞事故的重要方面。加大頂鍛留量是最有效的手段。它會使接頭變脆，降低接頭的沖擊韌度和疲勞強度，因此在生產中的限制應較嚴格。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 過燒組織和過熱組織 ? 這種缺陷出現(xiàn)在接頭的熱影響區(qū)中，在鋁合金點焊和縫焊接頭中，當焊接參數(shù)不當時會出現(xiàn)過燒組織；高溫合金接頭中會產生局部熔化組織。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 結合線伸入 ? 結合線伸入是點焊和縫焊某些高溫合金和鋁合金時特有的缺陷，是指兩板貼合面伸入到熔核中的部分。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 噴濺 ? 噴濺是點焊和縫焊中常見的一種缺陷。 ? 壓痕過深常用焊條電弧焊或氬弧焊修補并銼修平整。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 壓痕過深 ? 在質量檢驗標準中，點焊和縫焊的壓痕深度一般規(guī)定應小于板材厚度的 15%，最大不超過 2025%。 ? 氣孔和縮孔過大、存在于熔核邊緣或有裂紋伴生，則應根據接頭等級予以不同的限制。對點焊也可以鉆掉焊點，以鉚釘代之。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 裂紋 ? 裂紋是危害性較大的一種缺陷，有外部裂紋和內部裂紋之分。 ? 缺陷特征： 未熔合缺陷，在宏觀金相試件上看不到熔核和焊縫，而是呈塑性粘合。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 電阻焊的接頭缺陷 ? 接頭外部或內部的缺陷是評定電阻焊質量的重要指標。 ? 螺栓一般采用螺栓焊 。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 B B BB 中間板有 U形開口，一側板為平板，另一側板有凸臺 A A AA 中間板為平板，兩側板有 U形開口 凸焊和螺栓焊結構 ? 部分小的加強板，由于板厚較厚，可達 3 .5mm或 4mm，采用點焊無法焊牢，采用弧焊則產生較大的熱變形，因而可以采用 凸焊 形式。如，不采用 。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 焊接缺陷及防止方法 ? 焊縫金屬裂紋 ? 夾雜 ? 氣孔 ? 咬邊 ? 未熔合 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 ? 未焊透 ? 熔透過大 ? 蛇形焊道 ? 焊接飛濺 焊縫金屬裂紋 ? 缺陷形成原因 ? 焊縫深寬比太大 ? 焊道太窄（特別是角焊縫和底層焊道） ? 焊縫末端處的弧坑冷卻過快 ? 預防措施 ? 增大電弧電壓或減小焊接電流以加寬焊道而減小熔深 ? 減慢行走速度以加大焊道的橫截面 ? 采用衰減控制以減小冷卻速度；適當?shù)靥畛浠】樱辉谕瓿珊傅赖捻敳坎捎梅侄瓮撕讣夹g一直到焊縫結束 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 夾雜 ? 缺陷形成原因 ? 采用多焊道短路過渡（熔焊渣型夾雜物） ? 高的行走速度（氧化膜型夾雜物） ? 預防措施 ? 在焊接后續(xù)焊道之前，清除掉焊縫邊上的渣殼 ? 減小行走速度；采用含脫氧劑較高的焊絲；提高電弧電壓 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 氣孔 ? 缺陷形成原因 ? 保護氣體覆蓋不足 ? 焊絲的污染 ? 工件的污染 ? 電弧電壓太高 ? 噴嘴與工件距離太大 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 ? 預防措施 ? 增加保護氣體流量，排除焊縫區(qū)的全部空氣；減小保護氣體的流量，以防止卷入空氣；清除氣體噴嘴內的飛濺；避免周邊環(huán)境的空氣流過大，破壞氣體保護；降低焊接速度；減小噴嘴到工件的距離；焊接結束時應在熔池凝固之后再移開焊槍噴嘴 ? 采用清潔而干燥的焊絲；清除焊絲在送絲裝置中或導絲管中粘附上的潤滑劑 ? 在焊接之前清除工件表面上的全部油脂、銹、油漆和塵土；采用含脫氧劑的焊絲 ? 減小電弧電壓 ? 減小焊絲的伸出長度 咬邊 ? 缺陷形成原因 ? 焊接速度太高；電弧電壓太高；電流過大 ? 停留時間不足 ? 焊槍角度不正確 ? 預防措施 ? 減慢焊接速度；降低電壓；降低送絲速度 ? 增加在熔池邊緣的停留時間 ? 改變焊槍角度使電弧力推動金屬流動 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 未熔合 ? 缺陷形成原因 ? 焊縫區(qū)表面有氧化膜或銹皮 ? 熱輸入不足；焊接熔池太大 ? 焊接技術不合適；接頭設計不合理 ? 預防措施 ? 在焊接之前清理全部坡口面和焊縫區(qū)表面上的軋制氧化皮或雜質 ? 提高送絲速度和電弧電壓；減小焊接速度 ? 減小電弧擺動以減小焊接熔池 ? 采用擺動技術時應在靠近坡口面的熔池邊緣停留；焊絲應指向熔池的前沿 ? 坡口角應足夠大，以便減小焊絲伸出長度（增大電流），使電弧直接加熱熔池底部；坡口設計為 J形或 U形 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 未焊透 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 ? 曲線形成原因 ? 坡口加工不合適；焊接技術不合適；熱輸入不合適 ? 預防措施 ? 接頭設計必須合適，適當加大坡口角度，使焊槍能夠直接作用到熔池底部，同時要保持噴嘴到工件的距離合適；減小鈍邊高度；設置或增大對接接頭中的底層間隙 ? 使焊絲保持適當?shù)男凶呓嵌?，以達到最大的熔深；是電弧處在熔池的前沿 ? 提高送絲速度以獲得較大的焊接