【導(dǎo)讀】速響應(yīng)市場(chǎng)需求的重要條件之一。制造精度和進(jìn)度直接影響汽車的制造精度和生產(chǎn)周期。針對(duì)轎車前車門內(nèi)板焊裝夾具的設(shè)計(jì)任務(wù)書，研究了車門的。結(jié)構(gòu)和裝配特點(diǎn)，制定了焊裝生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程。焊裝精度控制方法，系統(tǒng)的進(jìn)行了轎車前門內(nèi)板焊裝夾具的設(shè)計(jì)。理的選配了氣缸、L型板、圓柱銷與菱形銷。利用零件本身沖壓出來的凸臺(tái)和凹坑進(jìn)。夾具的總體設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 任何一個(gè)用沖壓（或機(jī)加工）方法制造出凸點(diǎn)，使焊接電流集中通過凸點(diǎn)，以達(dá)到集中加熱焊件的目的。凸焊原理示意圖見圖 所示。 S工件連續(xù)移動(dòng)距離 （ a）縫焊 (b)縫焊焊接循環(huán) 圖 縫焊原理示意圖 對(duì)焊 對(duì)焊是將焊件分別夾緊于左、右兩個(gè)鉗口（電極）內(nèi)；通常左鉗口固定于機(jī)架上的定座板上，右鉗口則固定于可沿機(jī)架臺(tái)面上的導(dǎo)軌左右移動(dòng)的座板上。根據(jù)工藝不同可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。 電阻 焊的優(yōu)缺點(diǎn) 電阻焊的優(yōu)點(diǎn) 電阻焊方法主要用于毛坯準(zhǔn)備與組合件裝配工序。因此，在分析其優(yōu)缺點(diǎn)時(shí)，主要是與其它裝配工藝方法 —— 鉚接、其它焊接方法相比較。電阻焊的主要優(yōu)點(diǎn)為： (1)與熔焊方怯比， 電阻焊為內(nèi)部熱源，冶金過程簡(jiǎn)單；且加熱集中，熱影響區(qū)較窄，易于 蕕得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。 (2)與鉚接比，節(jié)省金屬，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，過對(duì)高速運(yùn)行的車輛、導(dǎo)彈、飛行器、船舶制造等十分重要 。 15 (3)電阻焊因機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，可提高生產(chǎn)率，改善工作條件。適于安排在自動(dòng)生產(chǎn)線上。通用點(diǎn)焊機(jī)焊接速度可達(dá) 60 點(diǎn) ／ min，快速點(diǎn)焊機(jī)可選 600 點(diǎn) /min。對(duì)焊的生產(chǎn)率比其它焊接方法也高得多。 (4)焊接 _過程中無弧光、無有害氣體、無噪音，勞動(dòng)條件好。閃光對(duì)焊時(shí)，有金屬火花飛濺，應(yīng)采取隔離措施。 (5)按軟盤指示，且易于保證氣密。 電阻焊的缺點(diǎn) 盡管電阻焊具有很多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在如下一些問題： (1)焊點(diǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)壳吧腥鄙俸?jiǎn)單而又可靠的無損檢驗(yàn)方法。焊的加熱利用內(nèi)部熱源（焦耳熱）．凡影 響電阻大小、電源波動(dòng)的因素均會(huì)造成熱量被動(dòng)，使焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。因 而可靠的無損檢驗(yàn)方法巳成為確定焊接接頭質(zhì) 量的關(guān)鍵。 (2)設(shè)備較復(fù)雜，功率大，投資較多。電阻焊機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，相對(duì)于一般熔焊設(shè)備要復(fù)雜些，維修較困難。由于電壓低 （ 幾伏 ） 、電流大 （ 這幾十千安培 ） ，要求電源功率大 （ 有的選 100KVA 以上 ） 因而一般饋電網(wǎng)負(fù)荷困難。 (3)焊件的尺寸，形狀、厚度及焊件的材料受焊機(jī)功率、機(jī)臂尺寸與結(jié)構(gòu)形狀的限制，故對(duì)于一 些封閉型、半封閉型結(jié)構(gòu)或因材料不適用等而不宜采用電阻焊進(jìn)行焊接。 (4)點(diǎn)焊與縫焊多采用措接接頭，增加了構(gòu)件的質(zhì)量，焊縫受力時(shí)會(huì)有附加力矩，使承載條件變化，降低了焊接接頭的承載能力。 電阻焊對(duì)金屬材料焊接性的要求 金屬材料點(diǎn)焊、縫焊的特點(diǎn) 金屬材料點(diǎn)焊、縫焊的特點(diǎn) ：金屬材料焊接時(shí)，要求焊接區(qū)及近縫區(qū)無嚴(yán)重缺陷（裂紋、 深度壓坑、燒穿等），金屬機(jī)械性能或特殊性能（抗腐蝕性、電阻率等）無重大變化。材料是否好焊，要看上述要求是吾易于達(dá)到和所采取工藝措施的復(fù)雜程度。結(jié)合點(diǎn)焊、縫焊過程特點(diǎn)，評(píng)定材料電阻焊焊接性的指標(biāo)主要為材料的物理一化學(xué)性能和機(jī)械性能。 (1)材料導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性：材料的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性決定熱源強(qiáng)度和熱場(chǎng)的分布，從而決定了焊點(diǎn)的形狀、尺寸、結(jié)晶特點(diǎn)及近縫區(qū)組織變化。一 般可按照這一性能選擇電源特性，焊機(jī)功率及工藝過 程， 例如輕合金的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，焊接時(shí)應(yīng)選擇大功率焊機(jī)。 (2)材料高溫塑變能力：塑性溫度區(qū)窄， 塑變能力差而線膨脹系數(shù)大的材料焊接時(shí)，易出現(xiàn)裂紋等不允許的缺陷， 因此應(yīng)注意選用合理工藝措施。材料高溫屈服限越高，要求的電極壓力越大。例如，焊接耐熱合金，所用焊機(jī)功率并不大，但必須選用高溫 16 硬度高的電極材料和高壓力的焊機(jī)，因而浪費(fèi)了一部分電功率（因通用焊機(jī)的電極壓力與電功率成正比），或限制了可焊件的最大厚度 。 表 結(jié)構(gòu)材料的物理一化學(xué)性能和機(jī)械性能 類別及代 表 合金 物理 化學(xué)特性 機(jī)械性能 電 阻 率 m?Ω/β 熔點(diǎn) CTr?/ 導(dǎo) 熱 系 數(shù) )(/λ kmW? 線膨 脹系 數(shù) 610/α 比熱 容 J/ Kg? 密 度 1/ρ cmg 結(jié)晶 間隔 /C176。 對(duì)熱機(jī)械 作用 敏感 性 氧化膜致 密性 氧化 膜熔 點(diǎn) /C176。 2//)20(σ mmNb ? 低碳鋼 13 1530 48 480 1530～1510 小 大 1420 （ FeO） 295～410 低合金鋼及中碳鋼 16Mn 21 1480 40 1480~ 1350 大 中 —— 420～600 不銹鋼及高溫合金鋼1Crl8Ni9Ti GH44 GH140 75 120 120 — 24 23 5 510 —— 中 中 大大 大 —— 540 900 670 鈦合金（ TC2） 142 — 23 — 1700~ 1680 小 大 1840 750 鋁合金 AlMg系(LFL) AlMg系(LF2L) AlCuMf(LY12) 71 42 73 620 654 633 238 877 620~550 654~633 633~502 小 小 中 大 大 大 2030 160 110 410 合金（ MA21） 12 632 230 —— 632~565 小 小 2800 160 銅合金（ H62黃銅） 8 1083 108 368 905~890 小 中 1230 400 (3)材料對(duì)熱循環(huán)的敏感性。點(diǎn)焊、縫焊熱循環(huán)主要特點(diǎn)為加熱迅速（有時(shí)競(jìng)達(dá)到每秒 l 萬 — 10 萬度），冷卻快，最高溫度高（大于熔化溫度），而且高溫停留時(shí)間短， 17 因此材料在這循環(huán)過程中可能因組織轉(zhuǎn)變不完善或某些 成分的分解、擴(kuò)散來不及完成而出現(xiàn)在一般熱處理中不應(yīng)出現(xiàn)的組織。如低碳鋼 (20 鋼 )點(diǎn)焊時(shí)，接頭中可能出現(xiàn)淬火組織，所以必須注意材料在點(diǎn)焊 。 熱循環(huán)中是否易于出現(xiàn)淬火組織、軟化組織及粗大晶粒等缺陷。 (4)材料時(shí)裂紋的敏感性：有誶硬傾向的金屬可能出現(xiàn)淬火裂紋，與易熔雜質(zhì) (S、P)形成低熔點(diǎn)共晶的合金， 常出熱裂紋 +而結(jié)晶溫度區(qū)寬、塑性溫度區(qū)窄的材辯出現(xiàn)裂紋機(jī)會(huì)更大。這些材料焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制工藝過程有關(guān)參數(shù)，采用較復(fù)雜工藝措施。材料的焊接性好壞是相對(duì)的，同一種材料其焊接方法與工藝措施不同時(shí)，其焊接性有很大差別。一般應(yīng) 從材料熱物理性能、高溫機(jī)械性能及其對(duì)工藝過程的熱敏感性來分析其工藝特點(diǎn)。常用結(jié)構(gòu)材料的物理一化學(xué)性能和機(jī)械性能見表 。 低碳鋼的焊接 低碳鋼的焊 接低碳鋼因電阻率比銅大 8～ 10 倍，要求焊機(jī)功率不很大；塑性溫度區(qū)寬，易于獲得應(yīng)有塑性變形，不需要很高的電極壓力（ F．比輕臺(tái)金低），結(jié)晶溫度 區(qū)窄，高溫塑性良好，線膨脹系數(shù)不很高，因而熱裂紋傾向小，碳元素與微量元素低，無高熔點(diǎn)氧化物，一般不會(huì)出現(xiàn)淬火組織或夾雜物，因此，點(diǎn)焊、縫焊中不需采用復(fù)雜工藝措施，焊接質(zhì)量良好，但對(duì)冷軋低碳鋼薄板，在用軟規(guī)范點(diǎn)焊時(shí)， 會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間加熱使核心周圍熱影響區(qū)擴(kuò)大，晶粒長(zhǎng)大及軟化區(qū)變明顯，所以當(dāng)接頭強(qiáng)度要求較高時(shí)，不宜采用過長(zhǎng)的脈沖時(shí)間加熱。熱軋低碳鋼表面 有較厚的氧化皮，若清理不良時(shí)，易使電極與板件表面粘連，在材料加熱膨脹中， 可能形成深壓坑。焊后抬起電校對(duì)，可能因粘連而撥松電投頭，使冷卻水 滲出，井嚴(yán)重影響焊件表面質(zhì)量與電極壽命，故應(yīng)認(rèn)真清理氧化皮。冷軋鋼表面的防銹油在點(diǎn)焊中可以擠出于焊接點(diǎn)之外，一般不影響焊接質(zhì)量，可以不清理。但涂油不能過厚?？p焊時(shí)應(yīng)進(jìn)行表面清理，否則會(huì)出現(xiàn)氣孔、裂紋，影響焊縫氣密性。按低碳鋼薄板點(diǎn)焊規(guī)范，焊點(diǎn)直徑 由板厚決定，即 d=4，直徑系數(shù)口按所用規(guī)范的軟、硬程度分別為 5和 6（軟規(guī)范選用大的直徑系數(shù)）．電極多用圓形，工作端面直徑與核心直徑接近，通電時(shí)間 t 與板厚成正比增加，而電流密度與板厚成反比，電極 壓力 F 應(yīng)參考焊接電流 L 選用合適值，即以不產(chǎn)生飛濺的 F為最佳值。 F．過大熔化核心尺寸過小，結(jié)果使接頭強(qiáng)度降低，波動(dòng)性增大。 縫焊前定位點(diǎn)焊的規(guī)范小于正式點(diǎn)焊規(guī)范。定位點(diǎn)焊偏離焊轉(zhuǎn)軸線不超過 1mm。 低碳鋼縫焊焊速一般在 ，如焊接過程全自動(dòng)化，不需手動(dòng)控制焊縫位置，而且焊機(jī)容量足夠時(shí)，也可采用 2～ 3m/min 的焊速。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，焊速應(yīng)降低，以保證核心質(zhì)量極焊透率。 低碳鋼板厚度增大時(shí)，困難增多，因?yàn)椋? 18 (1)板厚增大，焊件剛性增大，壓力分流則增加，因而板件間難以貼合良好。為了保證接觸面貼臺(tái)緊密，應(yīng)提高電極壓力 F．．有時(shí)采用預(yù)熱脈沖或馬鞍形壓力循環(huán)。 (2)分路阻抗 Z 減小，電流分流增大，要求加大焊機(jī)容量。 (3)大厚度捍件伸入焊接回路，使捍機(jī)次級(jí)回路阻抗加大，焊接電流降低，因而要增大焊機(jī)容量，如果采用低頻式直流焊機(jī)，則可改善進(jìn)一影響。 (4)核心金屬熔化量增大，冷卻時(shí)收縮量增加。為了防止出現(xiàn)縮孔 與裂紋，必須提高變形量，但是由于板件內(nèi)外溫差增加，變形更加困難。通常，為了使被焊金屬有足夠大的變形量，應(yīng)適當(dāng)提高電極壓力和延長(zhǎng)焊接時(shí)間，而焊接時(shí)間的延長(zhǎng)，又會(huì)導(dǎo)致電極嚴(yán)重過熱和電能的損耗 增太。 因此，厚度大于 的低碳鋼點(diǎn)焊時(shí)，其主要措施是提高電極壓力及焊機(jī)功率。但功率增大不但使電能消耗量增大，而且可能使焊件與電極表面過熱，反而限制了電極壓力提高。因而，通?？刹捎枚嗝}沖規(guī)范 (10— 20 個(gè)脈沖 )，使板件加熱均勻。 電阻焊設(shè)備 焊機(jī)的分類與要求 不同的電阻焊方法，采用不同的電阻焊設(shè)備， 根據(jù) JB802 焊機(jī)型號(hào)編制辦法規(guī)定，焊機(jī)型號(hào)用漢語拼音和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，其內(nèi)容表示如下： 近年來電焊機(jī)、縫焊機(jī)品種類型很多，通常按電潭、加壓機(jī)構(gòu)、完成接頭方式、自動(dòng)化程度、電極數(shù)目、運(yùn)動(dòng)方式等分類。不管哪種點(diǎn)（縫）焊機(jī)，要完成焊點(diǎn)的循環(huán)必須使焊機(jī)具備兩個(gè)部分，即電氣部分（電源、調(diào)節(jié)裝置、控制裝置）和機(jī)械部分 (加壓機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等），見圖 和圖 。電阻焊機(jī)除了制造簡(jiǎn)單，成本低，使用方便．工作可靠穩(wěn) 定，維修容易等基本要求之外，還應(yīng)具有： (1)焊機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛性好，不致因加壓而使焊件變形 、錯(cuò)位，甚至拉開等； (2)焊接回路有良好適應(yīng)性，能滿足零件形狀尺寸的基本要求。焊接鐵磁性零件或有夾具伸入回路時(shí)，對(duì)功率的影響盡量小。焊機(jī)應(yīng)有良好外特性，能發(fā)揮出最大容量。 (3)程序動(dòng)作的轉(zhuǎn)換迅速、可靠，盡可能提高動(dòng)作速度，以提高生產(chǎn)率。各程序間應(yīng)有連鎖裝置及安全措施，以穩(wěn)定焊接質(zhì)量。如電流未切斷時(shí)不得抬起電極，氣壓或水壓不足時(shí)可自動(dòng)切斷電流。 (4)調(diào)整焊機(jī)及更換電極都方便，主要部件接觸良好，保護(hù)可靠，冷卻好 。 19 點(diǎn)焊機(jī) 常用的點(diǎn)焊機(jī)種類有：固定式點(diǎn)焊機(jī)、懸掛式點(diǎn)焊機(jī)和多點(diǎn)點(diǎn)焊 機(jī)等。 固定式點(diǎn)焊機(jī)：固定式點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 和圖 所示，它主要由一次回路系統(tǒng)（開關(guān)，電源調(diào)節(jié)節(jié)裝置，一次線圈），二次回路系統(tǒng)（二次線圈，上下機(jī)臂，上下電極夾，上下電極），加壓系統(tǒng)（氣缸，電磁閥等）和機(jī)體等組成。 圖 是縫焊機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖。 1腳踏板開關(guān) 2電極冷卻水管 3下機(jī)臂 4下電極 5上電極 6上機(jī)臂 7加壓氣缸 8電磁氣閥 9變壓器 10機(jī)體 11接角器 圖 點(diǎn)焊機(jī)構(gòu)造 1電源 2加壓機(jī)構(gòu) 3滾盤 4焊接回路 5機(jī)架 6傳動(dòng) 與減速機(jī)構(gòu) 7開關(guān)與減速機(jī)構(gòu) 圖 縫焊機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 20 1開關(guān) 2電流調(diào)節(jié) 3次線圈 4變壓器鐵芯 5變壓器 6二次線圈 7母線 8機(jī)臂 9夾持器 10電極 11工件 圖 點(diǎn)焊機(jī)工作原理圖 移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī) 對(duì)于尺寸大、重量重、外形具有較復(fù)雜的型面、型線以及全位置點(diǎn)焊的部件或總成（如汽車車身制造），一般都在較大的胎具上進(jìn)行裝焊，廣泛的采用移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī) 。移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)按采用的焊槍形式分為手動(dòng)式、反作用式和懸掛式 。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖. （ a） （ b） （ c） （ a） 手動(dòng)式 1夾具 2手動(dòng)焊槍 3工件 （ b） 反作用式 1反作用焊槍 2擋板 3工件 4夾具 （ c） 懸掛式 1焊鉗 2工件 3平衡錘 圖 移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)示意圖 (1)手動(dòng)式：由于手動(dòng)式焊槍是靠人的力量進(jìn)行加壓，因此點(diǎn)焊壓力小，一般用于薄件、非受力部位焊點(diǎn)或定位焊。固 是手動(dòng)式焊槍結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)人力推動(dòng)手柄通過本體和壓縮彈簧，使連桿頂向按鈕開關(guān)，在時(shí)間繼電器的作用下接通和斷開焊接電流。焊接電流由電纜從變壓器引入， 流經(jīng)連桿、電極、焊件及夾具，最后返回變壓器，構(gòu)成二次回路。電極壓力的大小和彈簧的軟硬有關(guān)，當(dāng)采用硬彈簧時(shí)，焊接質(zhì)量較好，