【導讀】速響應市場需求的重要條件之一。夾具在汽車焊裝線上占有相當大的比例，它的設計。制造精度和進度直接影響汽車的制造精度和生產周期。針對轎車前車門內板焊裝夾具的設計任務書，研究了車門的。結構和裝配特點，制定了焊裝生產系統(tǒng)的工藝流程。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和凹坑進

　　

【正文】 用沖壓（或機加工）方法制造出凸點，使焊接電流集中通過凸點，以達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)移動距離 （ a）縫焊 (b)縫焊焊接循環(huán) 圖 縫焊原理示意圖 對焊 對焊是將焊件分別夾緊于左、右兩個鉗口（電極）內；通常左鉗口固定于機架上的定座板上，右鉗口則固定于可沿機架臺面上的導軌左右移動的座板上。根據(jù)工藝不同可分為電阻對焊和閃光對焊。 電阻焊的優(yōu)缺點 電阻焊的優(yōu)點 電阻焊方法主要用于毛坯準備與組合件裝配工序。因此，在分析其優(yōu)缺點時，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)點為： (1)與熔焊方怯比， 電阻焊為內部熱源，冶金過程簡單 ；且加熱集中，熱影響區(qū)較窄，易于 蕕得優(yōu)質焊接接頭。 (2)與鉚接比，節(jié)省金屬，減輕結構質量，過對高速運行的車輛、導彈、飛行器、船舶制造等十分重要 。 15 (3)電阻焊因機械化、自動化程度高，可提高生產率，改善工作條件。適于安排在自動生產線上。通用點焊機焊接速度可達 60 點 ／ min，快速點焊機可選 600 點 /min。對焊的生產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，勞動條件好。閃光對焊時，有金屬火花飛濺，應采取隔離措施。 (5)按軟盤指示，且易于保證氣密。 電阻焊的缺點 盡管電阻焊具有很多優(yōu)點，但仍存在如下一些問題： (1)焊點質量檢驗目前尚缺少簡單而又可靠的無損檢驗方法。焊的加熱利用內部熱源（焦耳熱）．凡影 響電阻大小、電源波動的因素均會造成熱量被動，使焊接質量不穩(wěn)定。因 而可靠的無損檢驗方法巳成為確定焊接接頭質量的關鍵。 (2)設備較復雜，功率大，投資較多。電阻焊機械化、自動化程度較高，相對于一般熔焊設備要復雜些，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 ） 因而一般饋電網負荷困難。 (3)焊件的尺寸，形狀、厚度及焊件的材料受焊機功率、機臂尺寸與結構形狀的限制，故對于一 些封閉型、半封閉型結構或因材料不適用等而不宜采用電阻焊進行焊接。 (4)點焊與縫焊多采用措接接頭，增加了構件的質量，焊縫受力時會有附加力矩，使承載條件變化，降低了焊接接頭的承載能力。 電阻焊對金屬材料焊接性的要求 金屬材料點焊、縫焊的特點 金屬材料點焊、縫焊的特點 ：金屬材料焊接時，要求焊接區(qū)及近縫區(qū)無嚴重缺陷（裂紋、 深度壓坑、燒穿等），金屬機械性能或特殊性能（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到和所采取工藝措施的復雜程度。結合點焊、縫焊過程特點，評定材料電阻焊焊接性的指標主要為材料的物理一化學性能和機械性能。 (1)材料導電性與導熱性：材料的導電性與導熱性決定熱源強度和熱場的分布，從而決定了焊點的形狀、尺寸、結晶特點及近縫區(qū)組織變化。一般可按照這一性能選擇電源特性，焊機功率及工藝過 程， 例如輕合金的導電、導熱性好，焊接時應選擇大功率焊機。 (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，易出現(xiàn)裂紋等不允許的缺陷， 因此應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，因而浪費了一部分電功率（因通用焊機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 結構材料的物理一化學性能和機械性能 類別及代表 合金 物理 化學特性 機械性能 電 阻 率 m?Ω/β 熔點 CTr?/ 導 熱 系 數(shù) )(/λ kmW ? 線膨 脹系 數(shù) 610/α 比熱 容 J/ Kg? 密 度 1/ρ cmg 結晶 間隔 /C176。 對熱機械 作用 敏感 性 氧化膜致 密性 氧化 膜熔 點 /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)材料對熱循環(huán)的敏感性。點焊、縫焊熱循環(huán)主要特點為加熱迅速（有時競達到每秒 l 萬 — 10 萬度），冷卻快，最高溫度高（大于熔化溫度），而且高溫停留時間短， 17 因此材料在這循環(huán)過程中可能因組織轉變不完善或某些成分的分解、擴散來不及完成而出現(xiàn)在一般熱處理中不應出現(xiàn)的組織。如低碳鋼 (20 鋼 )點焊時，接頭中可能出現(xiàn)淬火組織，所以必須注意材料在點焊 。 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 (S、P)形成低熔點共晶的合金， 常出熱裂紋 +而結晶溫度區(qū)寬、塑性溫度區(qū)窄的材辯出現(xiàn)裂紋機會更大。這些材料焊接時應嚴格控制工藝過程有關參數(shù)，采用較復雜工藝措施。材料的焊接性好壞是相對的，同一種材料其焊接方法與工藝措施不同時，其焊接性有很大差別。一般應從材料熱物理性能、高溫機械性能及其對工藝過程的熱敏感性來分析其工藝特點。常用結構材料的物理一化學性能和機械性能見表 。 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，要求焊機功率不很大；塑性溫度區(qū)寬，易于獲得應有 塑性變形，不需要很高的電極壓力（ F．比輕臺金低），結晶溫度 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，無高熔點氧化物，一般不會出現(xiàn)淬火組織或夾雜物，因此，點焊、縫焊中不需采用復雜工藝措施，焊接質量良好，但對冷軋低碳鋼薄板，在用軟規(guī)范點焊時，會因長時間加熱使核心周圍熱影響區(qū)擴大，晶粒長大及軟化區(qū)變明顯，所以當接頭強度要求較高時，不宜采用過長的脈沖時間加熱。熱軋低碳鋼表面 有較厚的氧化皮，若清理不良時，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，可能 因粘連而撥松電投頭，使冷卻水 滲出，井嚴重影響焊件表面質量與電極壽命，故應認真清理氧化皮。冷軋鋼表面的防銹油在點焊中可以擠出于焊接點之外，一般不影響焊接質量，可以不清理。但涂油不能過厚?？p焊時應進行表面清理，否則會出現(xiàn)氣孔、裂紋，影響焊縫氣密性。按低碳鋼薄板點焊規(guī)范，焊點直徑由板厚決定，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 應參考焊接電流 L 選用合適值，即以 不產生飛濺的 F為最佳值。 F．過大熔化核心尺寸過小，結果使接頭強度降低，波動性增大。 縫焊前定位點焊的規(guī)范小于正式點焊規(guī)范。定位點焊偏離焊轉軸線不超過 1mm。 低碳鋼縫焊焊速一般在 ，如焊接過程全自動化，不需手動控制焊縫位置，而且焊機容量足夠時，也可采用 2～ 3m/min 的焊速。當焊件厚度增大時，焊速應降低，以保證核心質量極焊透率。 低碳鋼板厚度增大時，困難增多，因為： 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緊密，應提高電極壓力 F．．有時采用預 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，要求加大焊機容量。 (3)大厚度捍件伸入焊接回路，使捍機次級回路阻抗加大，焊接電流降低，因而要增大焊機容量，如果采用低頻式直流焊機，則可改善進一影響。 (4)核心金屬熔化量增大，冷卻時收縮量增加。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，應適當提高電極壓力和延長焊接時間，而焊接時間的延長，又會導致電極嚴重過熱和電能的損耗 增太。 因此，厚度大于 的低碳鋼點焊時，其主 要措施是提高電極壓力及焊機功率。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 個脈沖 )，使板件加熱均勻。 電阻焊設備 焊機的分類與要求 不同的電阻焊方法，采用不同的電阻焊設備，根據(jù) JB802 焊機型號編制辦法規(guī)定，焊機型號用漢語拼音和阿拉伯數(shù)字組成，其內容表示如下： 近年來電焊機、縫焊機品種類型很多，通常按電潭、加壓機構、完成接頭方式、自動化程度、電極數(shù)目、運動方式等分類。不管哪種點（縫）焊機，要完成焊點的 循環(huán)必須使焊機具備兩個部分，即電氣部分（電源、調節(jié)裝置、控制裝置）和機械部分 (加壓機構、傳動機構、冷卻系統(tǒng)等），見圖 和圖 。電阻焊機除了制造簡單，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，還應具有： (1)焊機結構強度及剛性好，不致因加壓而使焊件變形、錯位，甚至拉開等； (2)焊接回路有良好適應性，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，對功率的影響盡量小。焊機應有良好外特性，能發(fā)揮出最大容量。 (3)程序動作的轉換迅速、可靠，盡可能提高動作速 度，以提高生產率。各程序間應有連鎖裝置及安全措施，以穩(wěn)定焊接質量。如電流未切斷時不得抬起電極，氣壓或水壓不足時可自動切斷電流。 (4)調整焊機及更換電極都方便，主要部件接觸良好，保護可靠，冷卻好 。 19 點焊機 常用的點焊機種類有：固定式點焊機、懸掛式點焊機和多點點焊機等。 固定式點焊機：固定式點焊機的結構和工作原理如圖 和圖 所示，它主要由一次回路系統(tǒng)（開關，電源調節(jié)節(jié)裝置，一次線圈），二次回路系統(tǒng)（二次線圈，上下機臂，上下電極夾，上下電極），加壓系統(tǒng)（氣缸，電磁閥等）和機體等組成。 圖 是縫焊機機構示意圖。 1腳踏板開關 2電極冷卻水管 3下機臂 4下電極 5上電極 6上機臂 7加壓氣缸 8電磁氣閥 9變壓器 10機體 11接角器 圖 點焊機構造 1電源 2加壓機構 3滾盤 4焊接回路 5機架 6傳動與減速機構 7開關與減速機構 圖 縫焊機結構示意圖 20 1開關 2電流調節(jié) 3次線圈 4變壓器鐵芯 5變壓器 6二次線圈 7母線 8機臂 9夾持器 10電極 11工件 圖 點焊機工作原理圖 移 動式點焊機 對于尺寸大、重量重、外形具有較復雜的型面、型線以及全位置點焊的部件或總成（如汽車車身制造），一般都在較大的胎具上進行裝焊，廣泛的采用移動式點焊機 。移動式點焊機按采用的焊槍形式分為手動式、反作用式和懸掛式 。其結構示意圖見圖. （ a） （ b） （ c） （ a） 手動式 1夾具 2手動焊槍 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 移動式點焊機示意圖 (1)手動式：由于手動式焊槍是靠人的力量進行加壓，因此點焊壓力小，一般用于薄件、非受力部位焊點或定位焊。固 是手動式焊槍結構圖，當人力推動手柄通過本體和壓縮彈簧，使連桿頂向按鈕開關，在時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，流經連桿、電極、焊件及夾具，最后返回變壓器，構成二次回路。電極壓力的大小和彈簧的軟硬有關，當采用硬彈簧時，焊接質量較好，但勞動強