【正文】 ? 實際上，破碎工件表面氧化膜的過程是比較短暫的，但由于受到普通交流GTAW焊接電源的結構限制，陰極清理時間不能根據(jù)需要縮小，即便是帶有交流平衡功能的電源，其負半波的時間仍然至少為整個周期的 30%以上。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 激光焊接在汽車工業(yè)的應用 激光焊接在汽車工業(yè)的應用 ? 高焊接質(zhì)量； ? 高焊接效率； ? 不同厚度鋼板的焊接； ? 單面點焊； 真空電子束焊接技術 ?真空電子束焊接在航空航天領域獲得廣泛應用。 ? 能精確控制能量輸出。 ATIG焊接技術的應用 材料： 6mm 304不銹鋼 未涂敷活性劑 涂敷活性劑 5mm鈦合金管，不開坡口，一次焊透 汽車激光焊接 ? 為提高競爭能力，各國汽車制造廠商及科研部門都在積極探索和開發(fā)新工藝、新材料，以減輕車身重量，節(jié)約能源，降低成本，提高車身整體性能，環(huán)保等。 ? 對于 10mm12mm以下的不銹鋼和低碳鋼對接焊縫，可以不開坡口，不填絲，一次焊接完成，可輕松實現(xiàn)單面焊雙面成形，且焊縫組織和成份與傳統(tǒng) TIG焊相同，焊縫綜合性能滿足相關標準要求。 ? 脈沖波形的幾種不同組合類型： ? 同頻率同相位的 。 ? 用表面機械加工的方法，消除焊縫及其附近的各種刻槽（也可以采用電弧整形的方法代替機械加工使焊縫與基本金屬之間平滑過渡），可以降低構件中的應力集中程度，提高接頭疲勞強度。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 影響焊接接頭疲勞強度的因素（ 3） ? 殘余應力： 焊接殘余應力在焊接接頭中廣泛存在，它對疲勞強度的影響較大。 ? 丁字和十字接頭焊縫 向基本金屬過渡處有明顯的斷面變化，其應力集中系數(shù)要比對接接頭的應力集中系數(shù)高。 ? 解決白斑和灰斑的最主要措施是徹底擠出液態(tài)金屬面上的氧化物。 ? 避免熔合線伸入的主要措施是加強焊前工件的表面清理。因此應引起粗夠的重視。 ? 一般常用焊條電弧焊或重新點焊的方法修補氣孔或縮孔。 ? 焊后排除裂紋常用磨去裂紋，再用焊條電弧焊或氬弧焊補焊的方法。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 未熔合和完全未熔合 ? 未熔合和完全未熔合是較嚴重的缺陷，直接影響接頭的強度，尤其是疲勞強度和縫焊焊縫的密封性。 ? 為了裝配各種總裝零件，如線束、地毯、儀表盤、發(fā)動機、座椅、前橋、后橋、油箱等，車身上焊接了很多螺栓。 ? 三層板連接的板厚，最厚板與最薄板的厚度差低于 。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 防止角變形的反變形 焊接變形及預防措施 ? ③ 剛性固定法 焊前將工件各部分用夾具、剛性支撐、專用夾具或定位點焊強制固定，以防止和加小變形。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 焊接變形及預防措施 ? 焊接構件因焊接而產(chǎn)生的內(nèi)應力稱焊接應力，焊件因焊接而產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 焊縫的合理布置 ? 焊縫應盡量避開最大應力和應力集中部位：焊縫處存在殘余應力和焊接缺陷，往往是力學性能較為薄弱的部位，因此，要求焊縫避開應力較大部位。 ? 適用于低碳鋼及 50kg級以下低合金結構鋼。 ? 焊縫金屬接觸面積與焊點直徑 d的平方及點數(shù) n成正比。11216 Mlt?????? ??t1 t2 l M1 M1 對接接頭受垂直板面彎矩 ? 對接接頭受彎矩時，按焊縫許用拉應力 [σ1’ ]演算其強度： 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 39。既有工作應力，又有聯(lián)系應力時，則只計算工作應力，而不考慮聯(lián)系應力。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 F F F F 聯(lián)合角焊縫的工作應力分布 ? 在只有側面角焊縫的搭接接頭中，焊縫附近有最大正應力，應力集中非常嚴重。 ? 左圖所示受力情況，沿側面焊縫長度上的剪切力，兩端大，中間小，因為搭接板材不是絕對剛體，受力時本身產(chǎn)生彈性變形，在兩塊板的搭接區(qū)段通過各截面的力是不同的。 ? 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，接頭上產(chǎn)生附加彎曲應力。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 t K B B A A θ F F F’ F’ 丁字（十字）接頭工作應力分布（ 3） ? 工作焊縫的應力集中大于聯(lián)系焊縫的應力集中。 ? 總之，對接接頭是最好的接頭形式，不但靜載可靠，而且疲勞強度也高。 ? 焊縫布置不合理。平焊操作方便，勞動條件好，生產(chǎn)效率高，焊縫質(zhì)量易于保證。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 焊接坡口 ? 焊條電弧焊板厚在 6 毫米以下對接時，一般可不開坡口直接焊成。補焊鑄鐵的常用方法是氣焊和焊條電弧焊。高碳鋼焊接性更差。因此，又可以說鋁的焊接性能良好。 ? 與轎車不同，載貨汽車上使用最多的是弧焊結構。 ? 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。 ? 氬弧焊 用于油底殼、鋁合金零部件的焊接和補焊。 ? 汽車的發(fā)動機、變速器、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術的應用。 ? 中性焰 是氧氣與乙炔混合比為 ~ 時燃燒所形成的火焰。有錫鉛釬料、錫銀釬料、鉛基釬料、鎘基釬料等，常用的是錫鉛釬料（又稱焊錫）。釬焊根據(jù)釬料熔點的不同可分為 硬釬焊和軟釬焊 兩種。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 閃光對焊工藝 ? 工件裝配成對接接頭，接通電源，并使其端面逐漸移近達到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點（產(chǎn)生閃光），使端面金屬熔化，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達到預定溫度時，斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法稱為閃光對焊。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 電阻縫焊工藝 ? 縫焊是將工件裝配成搭接或?qū)咏宇^，并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓工件并轉(zhuǎn)動，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 電阻點焊工藝 ? 電阻點焊是將工件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。 ? CO2 氣體保護焊缺點是飛濺較大，煙霧較多，弧光較強，很難用交流電源焊接，焊接設備比較復雜。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 氬氣保護電弧焊 ? 按所用電極不同，氬弧焊分為熔化極 (焊絲 )和不熔化極 (鎢極 )兩種，如圖所示。埋弧自動焊是埋弧焊的一種自動化焊接方法。 ? 陽極區(qū)指電弧緊靠正電極的區(qū)域，是接收電子的地方，產(chǎn)生的能量占到電弧總熱量的 43％左右，溫度大約在 2600K 左右。原因：受熱不均勻。減輕了金屬結構的自重。汽車焊接工藝和質(zhì)量控制 清華大學機械工程系 副主任 先進成形制造教育部重點實驗室 副主任 清華大學焊接技術中心 副主任 朱志明 教 授 內(nèi)容目錄 ?汽車焊接工藝概述 ?弧焊結構及弧焊質(zhì)量控制 ?點焊結構及點焊質(zhì)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 焊接方法分類 ? 金屬焊接是指通過適當?shù)氖侄?，使兩個分離的同種或異種金屬物體產(chǎn)生原子或分子間結合而成為一體的連接方法。 ? 可制造雙金屬結構，能連接同類和不同類型的金屬材料。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 焊條電弧焊 ? 熔焊（熔化焊）是將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。 ? 弧柱區(qū)是陰極區(qū)和陽極區(qū)之間的區(qū)域。在焊接過程中電弧被焊劑覆蓋，用機械裝置自動控制送絲和電弧移動。熔化極氬弧焊以連續(xù)送進的焊絲作為電極，與埋弧自動焊相似；不熔化極氬弧焊焊接時，電極不熔化，只起導電和產(chǎn)生電弧作用。 CO２ 氣體保護焊主要用于焊接低碳鋼和強度等級不高的低合金結構鋼。 ? 電阻點焊時兩工件接觸面處電阻大，發(fā)出的熱量使該處溫度急速升高，將該處金屬熔化形成熔核。 ? 縫焊時，相鄰焊點互相部分重疊，密封性良好。 ? 閃光對焊在焊接前對工件端面清理要求不嚴格，因為在焊接過程中，工件端面的氧化物及雜質(zhì)一部分隨閃光火花帶出，一部分在加壓時隨液體金屬擠出，使得接頭中夾渣很少，質(zhì)量較高。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 硬釬焊和軟釬焊 ? 【硬釬焊】 使用硬釬料進行的釬焊稱硬釬焊， 熔點高于 450 ℃ 的釬料稱為硬釬料。軟釬焊常用的釬劑為松香、氯化鋅溶液。最高溫度可達 3 150 ℃ ，適合于焊接低中碳鋼、低合金鋼、紫銅、鋁及其合金等。 ? 在汽車及零部件的制造中，所應用的焊接方法包括電阻焊（點焊和多點焊、凸焊和滾凸焊、縫焊、對焊）、電弧焊（焊條電弧焊、 CO2氣體保護焊、氬弧焊、埋弧焊、氬氣或混合氣體保護焊）、釬焊、氧乙炔氣焊和摩擦焊、電子束焊、激光焊和超聲波焊等。 ? 焊條電弧焊 用于厚板零部件，如支架、備胎架、車架等的焊接。 ? 氧乙炔焊 用于車身總成的補焊。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 內(nèi)容目錄 ?焊接工藝概述 ?弧焊結構及弧焊質(zhì)量控制 ?點焊結構及點焊質(zhì)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 弧焊結構 ? 為了提高轎車車身的制造精度，現(xiàn)代轎車盡量減少弧焊焊縫數(shù)量，但在某些點焊焊鉗難以達到的部位、要求強度高的部位（如前保險杠支架）、以及要求密封的部位等仍然采用弧焊。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 鋼焊接性的評定 ? 【碳當量】 鋼的焊接性很大一部分取決于碳的含量。一般不作為焊接結構用材料，只限于修補工作。 ? 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。 ? 板厚較大時，接頭處根據(jù)工件厚度應開各種坡口。因此，一般應盡可能將工件放在平焊位置進行施焊。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 m a xTmK ??? 對接接頭工作應力分布（ 1） ? 對接接頭常用于板材加工和零部件加工。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 t1 t2 l 丁字（十字）接頭工作應力分布（ 1） ? 丁字（十字）接頭焊縫向母材過渡較急劇，接頭在外力作用下力線扭曲很大，造成應力分布極不均勻，在角焊縫的根部和過渡處都有很大的應力集中。 ? 丁字接頭由于偏心的影響， A和 B點的應力集中系數(shù)都比十字接頭的低。為了減少彎曲應力，兩條正面角焊縫之間的間距應不小于板厚的四倍。 ? 對于右圖受力情況，焊縫傳遞的剪切力以左端最高，向右逐漸減小。 ? 增添正面角焊縫后，由于正面焊縫比側面焊縫剛度大，變形小，承擔了一部分外力，斷面上的正應力分布較為均勻，并且側面焊縫的應力分布也得到改善，最大切應力降低。 先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 對接接頭的靜載強度 ? 計算對接接頭時，不考慮焊縫加強高，所以計算基本金屬強度的公式也完全適用于計算這種接頭。21216 Mlt?????? ??t1 t2 l M2 M2 長焊縫小間距搭接接頭 ? 作用力 F與焊縫垂直： ? 作用力 F與焊縫平行： MQ? ? ???合先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 F L K l h F L K h l 22MQ? ? ?合23 , FL FK l K l???? 短焊縫大間距搭接接頭 ? 作用力 F與焊縫平行： ? 作用力 F與焊縫垂直： MQ? ? ???合先進成形制造教育部重點實驗室 , 焊接技術研究中心 F L K h l F L K l h 22MQ? ? ?合 , FL FK lh K l???? 開槽焊接頭 ? 開槽焊接頭承受剪切力，它作用于焊縫金屬與母材接觸面上，因此容許載荷能力取決于焊縫金屬與母材接觸面積的大小。 ? 受焊接方法及可達性影響。 采用已經(jīng)規(guī)定的具體數(shù)值 ? 普通檢查方法：外觀檢查、測量尺寸和鉆孔檢查等； ? 精確檢查方法：在普通檢查的基礎上，用射線和超聲波進行補充檢查。如大跨度橫梁，最大應力和焊縫在跨度中間，把焊縫移到兩邊靠近支承點處，改善焊縫受力狀況，提高橫梁承載能力。焊接時，由于工件是不均勻的局部加熱和冷卻，造成焊件的熱脹冷縮速度和組織變化先后不一致，從而導致焊接應力和變形的產(chǎn)生。剛性固定法只適用于工件塑性較好，結構剛度較小的結構，對于淬硬性較大的金屬不能使用，以免焊后斷裂。如，不采用 。 ? 螺栓一般采用螺栓焊 。 ? 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。對點焊也可以鉆掉焊點，以鉚釘代之。