【正文】 ............................................................ 28 附錄、一 .................................................................................................................................. 29 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 緒論 2 1 緒 論 汽車(chē)車(chē)身裝焊 工藝 汽車(chē)車(chē)身焊裝的常用方法 汽車(chē)車(chē)身殼體是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，它是由百余種、甚至數(shù)百種 (例如轎車(chē) )薄板沖壓件經(jīng)焊接、鉚接、機(jī)械聯(lián)結(jié)及粘接等方法聯(lián)結(jié)而成的。除此之外就是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊， 它主要用于車(chē)身骨架和車(chē)身總成的焊接中 。車(chē)身裝焊的順 序則是上述過(guò)程的逆過(guò)程， 即 先將 {若干個(gè)零件裝焊成 合件，再將若干個(gè)合件和零件裝焊成分總成，最后將分總成和合件、零件裝焊成車(chē)身總成 。點(diǎn)焊已經(jīng)成為汽車(chē)制造工業(yè)中的主要連接工藝方法，在汽車(chē)制造 工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。其次，點(diǎn)焊還應(yīng)用于汽車(chē)零部件的生產(chǎn)， 包括橫梁總成車(chē)擋托架的裝配點(diǎn)焊 、燃油箱上固定件的點(diǎn)焊、濾清器點(diǎn) 焊、液力變矩器平衡片點(diǎn)焊、汽車(chē)制動(dòng)蹄點(diǎn)焊等 。 隨著社會(huì)的發(fā)展，生活水平的提高，汽車(chē)向中高檔方向發(fā)展，對(duì)焊裝設(shè)備和焊接質(zhì)量 的要求都越來(lái)越高，而保證點(diǎn)焊的質(zhì)量是提高汽車(chē)安全性能的方法之一。 1996 年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所宣布用 1． 36 億美元進(jìn)行的電阻點(diǎn)焊這個(gè)先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目 (ATP)的研究。但是，破壞性實(shí)驗(yàn)成本極高，而且定期的抽樣實(shí)驗(yàn)并不能保證每一輛車(chē)身焊接接頭的合格率都保持在規(guī)定的范圍內(nèi) ； 同時(shí)，焊后實(shí)驗(yàn)具有嚴(yán)重的滯后性，由于轎車(chē)生產(chǎn)的大批量流水作業(yè)特點(diǎn)，待有焊接質(zhì)量問(wèn)題發(fā)現(xiàn)時(shí)，大量具有焊接質(zhì)量問(wèn)題的車(chē)身己經(jīng)到了總裝甚至到了客戶(hù)手中。這些缺陷存在與否 或多少直接關(guān)系到點(diǎn)焊的質(zhì)量， 而點(diǎn)焊質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 。 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 點(diǎn)焊原理 7 2 點(diǎn)焊原理 點(diǎn)焊的基本概 念 點(diǎn)焊屬于電阻焊的一種， 它是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并通以電流， 利用電流流經(jīng)工件接觸表面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻將其加熱到熔化或塑性狀態(tài) ，使之形成金屬結(jié)合的一種焊接方法。 點(diǎn)焊焊接循環(huán)分析 焊接循環(huán)（ welding cycle），在電阻焊中是指完成一個(gè)焊點(diǎn) 所包括的全部程序。 圖 1程序 1程序 2程序 2程序 3程序 prF .預(yù)壓壓力 foF .鍛壓力 fot .施加壓力時(shí)刻（從斷電時(shí)刻算起） wF .電極壓力 T .點(diǎn)焊周期 39。調(diào)節(jié)焊接電流對(duì)接頭力學(xué)性能的影響如圖 示。隨著焊接電流的增加 ，內(nèi)部熱源發(fā)熱量急劇增大（ Q∝ I2），熔核尺寸穩(wěn)定增大，因而焊點(diǎn)拉剪載荷不斷提高 ； 臨近 C 點(diǎn)區(qū)域，由于板間翹離限制了熔核直徑的擴(kuò)大和溫度場(chǎng)進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，因而焊點(diǎn)拉剪載荷變化不大。 （ 2） 焊接時(shí)間 t — 自焊接電流接通到停止的持續(xù)時(shí)間，稱(chēng)焊接通電時(shí)間，簡(jiǎn)稱(chēng)焊接時(shí)間。 圖 1板厚 1mm 2板厚 .5mm 2) 焊接時(shí)間對(duì)接頭塑性指標(biāo)影響較大，尤其對(duì)承受動(dòng)載或有脆性?xún)A 向的材料（ DC05的可淬硬傾向小 ），較長(zhǎng)的焊接時(shí)間 也可以獲得良好的點(diǎn)焊接頭，但是點(diǎn)焊的生產(chǎn)效率。當(dāng)電極壓力過(guò)小時(shí)，由于焊接區(qū)金屬的塑性變形范圍及變形程度不足，造成因電流密度過(guò)大而引起加熱速度增大而塑性環(huán)又來(lái)不及擴(kuò)展，從而產(chǎn)生嚴(yán)重噴濺。同時(shí)，由于壓力增大，可消除焊件裝配間隙、剛性不均勻等因素引起的焊接區(qū)所受壓力波動(dòng)對(duì)焊點(diǎn)強(qiáng)度的不良影響。電極頭端面尺寸增大時(shí)，由于接觸面積增大、電流密度減小、散熱效果增強(qiáng)，均使焊接區(qū)加熱程度減弱，因而熔核尺寸減小，使焊點(diǎn)承載能力降低（圖 ）。當(dāng)電極材料、端面形狀和尺寸選定以后，焊接參數(shù)的選擇主要是考慮焊接電流、焊接時(shí)間及電極壓力，這是形成點(diǎn)焊接頭的三大要素，其相互配合可有兩種方式 。但是，軟規(guī)范易造成焊點(diǎn)壓痕深，接頭變形大，表面質(zhì)量差，電極磨損快，生產(chǎn)效率低，能量 損耗較大。根據(jù)這一原則制定的 ，稱(chēng)噴濺臨界曲線(xiàn)（圖 25）。當(dāng)然，在實(shí)際 生產(chǎn)中 應(yīng)用這一原則時(shí)，應(yīng)將電網(wǎng)電壓、加壓系統(tǒng)等的允許波動(dòng)帶來(lái)的影響考慮在內(nèi)。 DC05 冷軋鋼板由于其具有優(yōu)良的沖壓性能 ，已經(jīng)成為汽車(chē)制造用鋼板的熱門(mén)材料 ， 由于電阻點(diǎn)焊具有生產(chǎn)效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn) ， 已經(jīng)在汽 車(chē)工業(yè)中被廣泛采用，并將繼續(xù)成為汽車(chē)工業(yè)中鋼板的主要焊接方法 。 表 DC05 冷軋鋼板的化學(xué)成分 ％ 成分 C Si Mn P S Al 含量 表 DC05 冷軋鋼板的力學(xué)性能 項(xiàng)目 屈服強(qiáng)度 /(N/mm2 ) 抗拉強(qiáng)度 /(N/mm2 ) 端面延伸率 δ /％ 指標(biāo) 145 311 40 表 Q235A 的化學(xué)成分 成分 C Si Mn P S 含量 的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 通 過(guò) 查 閱 資 料 得 到 DC05 電 阻 率 和 熱 導(dǎo) 率 分 別 為 ： 20℃ 時(shí) 的 電 阻 率/(10^( 6)Ω 對(duì)熱循環(huán)的敏感性 因?yàn)?DC05 含碳量低于 Q235， S、 P 含量都低，得到 DC05 的對(duì)焊接熱循環(huán)的敏感性較低，在冷卻的時(shí)候不易得到脆硬組織，就有良好的焊接性。 點(diǎn)焊技術(shù)要點(diǎn)： （ 1）焊前冷軋板表面可不必清理，熱軋板應(yīng)去掉氧化皮、銹。 （ 5）焊接參數(shù)參見(jiàn)表 。 燃油箱固定件的 實(shí)際規(guī)格由 8個(gè)焊點(diǎn)組成。焊點(diǎn)的幾何尺寸見(jiàn)圖 1，一般要求熔核直徑隨板厚增加而增大。 表 材料厚度 /mm 熔核直徑 /mm 壓痕深度 /mm 焊點(diǎn)距離 /mm 熔核高度 /mm 焊透率 /％ + 5 8 + 6 12 + 6 16 3070 + 7 20 + 7 24 （ 2） 確定工藝參數(shù) 根據(jù) 選擇工藝參數(shù)的具體步驟 ： 1)定電極的端面形狀和尺寸 d=2＆ +3。 參照相同板厚的試焊參數(shù) 擬確定本次工藝試樣的各參數(shù)見(jiàn)表 。 DCO5 電阻 點(diǎn)焊常見(jiàn)缺陷及解決辦法 （ 1） 燒穿 現(xiàn)象 燒穿 — 為在焊點(diǎn)的中心部位發(fā)生穿孔縮孔現(xiàn)象 ，會(huì)降低焊點(diǎn)的強(qiáng)度，特別是關(guān)鍵焊點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生較大的影響。在焊前應(yīng)打磨電極頭， 清潔待焊板材表面 。 （ 3） 焊點(diǎn)毛刺 焊點(diǎn)毛刺 — 在點(diǎn)焊結(jié)束后 ，在焊點(diǎn)周?chē)霈F(xiàn)毛刺，用手強(qiáng)力觸摸會(huì)受傷 。 （ 4） 焊接 變形 焊接變形 — 焊接后點(diǎn)焊面與板材扭曲超過(guò) 25176。 毛刺 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 點(diǎn)焊缺陷分析及控制 19 （ 5） 位置偏差 位置偏差 — 是指實(shí)際焊點(diǎn)位置與設(shè)定焊點(diǎn)位置偏離 ，在 10mm以上（未指定 位置的不能偏離 20 mm以上） ， 焊點(diǎn)位置偏差會(huì)對(duì)局部焊點(diǎn)強(qiáng)度造成影響，關(guān)鍵部位會(huì)對(duì)整車(chē)強(qiáng)度造成嚴(yán)重影響。采用焊點(diǎn)間距目視桿進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)， 焊背面焊點(diǎn)以正面一個(gè)焊點(diǎn)為起始基準(zhǔn) ，從而可以保證背面焊點(diǎn)分布均勻。 圖 壓痕過(guò)深原因及解決辦法： 1） 壓痕過(guò)深產(chǎn)生的原因有電極接觸面積小，電極壓力大， 焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 。 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 點(diǎn)焊缺陷分析及控制 21 圖 虛焊產(chǎn)生的原因 及解決辦法 ： 1） 一個(gè)最常見(jiàn)原因?yàn)辄c(diǎn)焊工藝參數(shù) ，電流過(guò)小，點(diǎn)焊時(shí)間過(guò)短。如表 ，合格焊點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足：焊點(diǎn)直徑＝（ D＋ d） /2≥ dmin。 2）由于電極在修磨時(shí)沒(méi)有完全打磨平整，導(dǎo)致在點(diǎn)焊過(guò)程中毛刺的電極在強(qiáng)大電流作用下融化混入點(diǎn)焊焊點(diǎn)表面；加強(qiáng)電極修磨管理務(wù)必使每次電極打磨得都非常平整。 通常，主要措施是對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)。目前，主要方法是通過(guò)焊接控制器監(jiān)測(cè)每次焊接的輸出裝配與檢測(cè)電流大小（可以是初級(jí)電流，也可以是次級(jí)電流），一旦低于設(shè)定范圍就及時(shí)報(bào)警，避免不合格焊點(diǎn)的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的破壞性檢查是采用撕裂方式（輔以目視檢查），對(duì)整個(gè)車(chē)身的焊點(diǎn)進(jìn)行逐一檢查； 傳統(tǒng)的非破壞檢查方法中，鑿檢和目視化是使用最普遍的焊點(diǎn)檢查方法，一般選取部分典型焊點(diǎn)，這種方法具有一定的局限性。由于技術(shù)上保證了試件或抽樣具有與焊件同樣的質(zhì)量特性，因此，能夠通過(guò)對(duì)少數(shù)樣件的檢驗(yàn)來(lái)判定整批焊件 的質(zhì)量。產(chǎn)品在役運(yùn)行中亦能經(jīng)常地或定期地檢查是否出現(xiàn)危險(xiǎn)缺陷以防止事故發(fā)生 。但是由于該類(lèi)檢驗(yàn)方法簡(jiǎn)單和檢驗(yàn)結(jié)果的直觀性，在生產(chǎn)中 仍 然獲得了廣泛使用 （ 1） 制取試件和選用設(shè)備 根據(jù)產(chǎn)品的需要 ，分別按 2+2． 1+ 3+1． 2+1． 2+3(單位為 mm)，不同規(guī)格的板厚組合下料。 試驗(yàn)設(shè)備采用型號(hào) YR500CM2的點(diǎn)焊機(jī)，該設(shè)備可通過(guò) 電腦控制箱 對(duì) 各焊接參數(shù) 直接顯示。 根據(jù)（ 4 點(diǎn)焊缺陷分析及控制 ）來(lái)調(diào)整 工藝參數(shù)，來(lái)控制焊接 缺陷的產(chǎn)生，消除擊穿孔、氣孔 、飛濺等缺陷 ，焊點(diǎn)的剪切應(yīng)力有顯著的提高。而這種點(diǎn)焊的許用應(yīng)力為： KNdnp 0 ]τ[4π][ 22 === （ ） 將表 ，這 10個(gè)試樣所承受的剪切力均小于點(diǎn)焊的許用應(yīng)力，從而得出該點(diǎn)焊工藝 （通過(guò)控制點(diǎn)焊缺陷產(chǎn)生的） 能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品的強(qiáng)度要求 。 2)通過(guò)反復(fù)試驗(yàn) ， 采用了一種能反復(fù)承受高溫 、高壓、無(wú)黏附、合金化和變形的電極材料一 鎘表銅，防止電極端頭的變形和磨損。 因?yàn)槠?chē)的生產(chǎn)是批量化的，如果等到了發(fā)現(xiàn)缺陷在去調(diào)整參數(shù)，許多的不合格焊件已經(jīng)流入下一道工序里面，這就需要 對(duì)點(diǎn)焊系統(tǒng)參數(shù) 進(jìn)行檢測(cè) 檢測(cè)， 就 能 及時(shí) 的控制點(diǎn)焊 參數(shù)的變化，保證點(diǎn)焊質(zhì)量。未經(jīng)清理焊件雖能進(jìn)行點(diǎn)焊，但是嚴(yán)重地降低電極的使用 期限，同時(shí)影響點(diǎn)焊的生產(chǎn)率和質(zhì)量。電極壓力的大小，可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，改變壓力彈簧之壓縮程度獲得。 焊件置于兩極之間 ，踏下踏板，連桿開(kāi)始移動(dòng)。 二、焊機(jī)的維護(hù)與安全 （ 1）停焊后，必須拉開(kāi)電源閘刀，切除電源。 （ 5）電極觸頭須保持光潔，必要時(shí)可用細(xì)銼或細(xì)砂紙修。焊機(jī)施焊時(shí)，必須先接通冷卻水路。