汽車制造焊接新技術應用與總體發(fā)展趨勢ppt課件

1、汽車制造焊接新技術運用與總體開展趨勢主講 李保生 汽車制造焊接新技術運用與總體開展趨勢 汽車制造焊接新技術運用與總體開展趨勢焊接是現代機械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的運用。汽車的發(fā)動機、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術的運用。本文詳細引見了汽車制造中焊接新技術的運用情況與總體開展趨勢。 焊接是現代機械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的運用。汽車的發(fā)動機、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術的運用。在汽車零部件的制造中，點焊、凸焊、縫焊、滾凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體維護焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊

2、等各種焊接方法中，由于點焊、氣體維護焊、釬焊具有消費量大，自動化程度高，高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點，所以對汽車車身薄板覆蓋零部件特別適宜，因此，在汽車消費中運用最多。在投資費用中點焊約占75%，其他焊接方法只占25%。 隨著汽車工業(yè)的開展，汽車車身焊裝消費線也在逐漸向全自動化方向開展，為了趕上國際程度，在提高產量的同時，要求努力提高汽車制造質量。眾所周知，實現自動化的前提是零部件的制造精度要很高，希望焊接變形最小，焊接部位外觀要清新，故要求焊接技術越來越高。我國面臨參與WTO的機遇和挑戰(zhàn)，焊接方面新技術的推行運用對汽車工業(yè)的品牌提升有著極其重要的作用。 。一、汽車工業(yè)所用的焊接方法及

3、零部件的運用情況 汽車制造業(yè)是焊接運用面最廣的行業(yè)之一，所用的焊接方法也種類繁多，其運用情況如下： 1.電阻焊 1點焊 主要用于車身總成、地板、車門、側圍、后圍、前橋和小零部件等。2多點焊 用于車身底板、載貨車車廂、車門、發(fā)動機蓋和行李箱蓋等。 3凸焊及滾凸焊 用于車身零部件、減震器閥桿、制動蹄、螺釘、螺帽和小支架等。4縫焊 用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機油盤等。5對焊 用于鋼圈、排進氣閥桿、刀具等。 2.電弧焊1CO2維護焊 用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動軸、液壓缸和千斤頂等的焊接。 2氬弧焊 用于機油盤、鋁合金零部件的焊接和補焊。 3焊條電弧焊 用于

4、厚板零部件如支架、備胎架、車架等。 4埋弧焊 用于半橋套管、法蘭、天然氣汽車的壓力容器等。 3.特種焊 1摩擦焊 用于汽車閥桿、后橋、半軸、轉向桿和隨車工具等。 2電子束焊 用于齒輪、后橋等。 3激光焊割 用于車身底板、齒輪、零件下料及修邊等。4.氧乙炔焊 用于車身總成的補焊。5.釬焊 用于散熱器、銅和鋼件、硬質合金的焊接。二、汽車工業(yè)中焊接新技術的運用 現今，汽車工業(yè)中的先進焊接技術很多，這里只列舉出與車身焊接相關的焊接新技術。1.電阻焊的節(jié)能及控制技術 1聯體懸掛式點焊機 汽車工業(yè)中運用最多的是懸掛式點焊機，一個車間往往是幾十或上百臺，其容量大多在100kVA以上，在汽車薄板的焊接中得到了

5、廣泛的運用。2電阻焊機 目前電阻焊機大量運用交流50Hz的單相交流電源，容量大、功率因數低 。開展三相低頻電阻焊機、三相次級整流接觸焊機已在普通型點焊機、縫焊機、凸焊機中 運用和IGBT逆變電阻焊機，可以處置電網不平衡和提高功率因數可達09以上的問題。 同時還可進一步節(jié)約電能，利于實現參數的微機控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及 其他難焊金屬的焊接。另外還可進一步減輕設備分量。v3電阻焊的控制 西南交通大學針對一工廠鋁合金車圈對焊研制成車圈焊接PLC可編程控制器智能控制器，對原機進展了改造，處置了鋁合金車圈的焊接質量問題，提高了焊接消費率。后又同一工廠研制了PLC縫焊控制器，處置了對普通

6、清理要求制件的縫焊問題。經過這兩項控制器的研制，證明了PLC比單片微機控制器抗干擾才干強，可*性高；比工控機控制器體積小、本錢低，運用通用的單相工頻交流電阻焊機完成了高難度的對焊及縫焊任務。v2.氣體維護焊接技術v1外表張力過渡的波形控制法 方法的關鍵是用2個電流脈沖完成1個熔滴過渡，第1個電流脈沖構成熔滴并使之長大，直至熔滴與工件短路；第2個電流脈沖是1個短時窄脈沖并不時檢測其di/dt，同時控制電流脈沖值，以產生適當的電磁收縮力，使熔滴頸部收縮變細，最后*熔池外表張力拉斷，完成1個熔滴過渡而不產生飛濺。2逆變電源波形控制 利用逆變電源良好的動特性和靈敏的可控性，采用波形控制，在短路階段初期

7、抑制電流上升，以減少電磁力在剛構成小橋時熔滴過渡的妨礙和爆斷，減少大顆粒飛濺，并利于熔滴在熔池攤開；當熔滴在熔池攤開后，使電流迅速上升，以加速構成縮頸，以后再慢速上升到一較低峰值，使小橋爆斷時飛濺減少。3氬弧焊新技術 氬弧焊有非熔化極TIG和熔化極MIG兩種，均用于汽車工業(yè)有色金屬和高合金鋼焊接中。為了改善CO2氣體維護焊的成形和減少飛濺，采用參與80%或20%Ar的混合氣體維護焊。3.高能束熱源焊接及加工技術 高能束熱源是指能量密度已大于5108W/m2的熱源電子束、離子束和激光，在汽車工業(yè)中均有運用，目前國外開展的新技術有：1激光和電弧復合加熱焊接 激光焊接可焊出窄而深的焊縫，電弧焊接可焊

8、出寬而淺的焊縫；前者投資大，后者本錢低，兩者特性組合，會大大提高焊接效率。激光和電弧復合加熱焊接的焊炬設計特別重要，兩熱源的夾角要盡能夠小，焊炬也設計成激光+雙電弧電源。 該方法已在48mm厚的鋼構造中運用，正擬用于更薄的汽車部件消費和鋁合金焊接中。激光除了在焊接及精細切割中運用外，還在摩擦面構成儲油細花紋或重熔復合層，以提高耐磨性方面運用。2等離子體的運用 氬氣維護的等離子焊接切割早已在各行業(yè)運用，主要用于合金鋼和有色金屬加工。目前空氣等離子切割已普遍運用于普通鋼鐵和有色金屬的切割，國內鐵路客車廠引進了水下等離子切割，以減少變形和提高精度。發(fā)動機氣閥體早已采用填充圈等離子焊接。近十幾年來粉末

9、等離子堆焊有很大開展，可進展小熔合比的薄層料精細堆焊，能堆焊各種特種合金外表。 三、汽車工業(yè)中焊接新資料的開展趨勢 隨著轎車開展的日趨緊湊小型化、輕量化、新資料的運用使轎車資料構成發(fā)生了明顯改動，未來轎車車身體料仍以鋼板為主，為使鋼板厚度減薄，將廣泛采用高強度鋼板。同時為了提高車身的防腐蝕性能，世界上不少汽車廠家在轎車消費中大量運用了鍍鋅鋼板。另外，還運用鋁合金、塑料及陶瓷等資料。據有關專家預測，到本世紀末并不會在大批量轎車消費中出 現全鋁車身或全塑車身。 1.鍍鋅鋼板 在美國焊接學會分會的會議上討論汽車工業(yè)中運用的金屬板焊接問題時，有關專家指出，焊接鍍鋅鋼板最有出路的方法是激光焊接。但是由于

10、該過程如今自動化程度還不夠，必需完善汽車工業(yè)中廣泛運用的接觸點焊方法。這種方法的主要缺陷是在焊件與電極接觸中鋅的大量過渡而使電極燒損較快。故建議運用Al2O3彌散微粒強化的Cu-Zn和Cu-Cr合金制造的電極，可在最小電抗下焊接，以保證獲得最小的焊接接頭尺寸。v2.高強度鋼板 v為了實現汽車的輕量化，提高汽車平安性能，高強度鋼板在汽車中的運用正在逐年添加，現今呈現了新一代的高強度鋼板資料超細晶粒鋼。該鋼種主要指在經濟目的進一步提高的根底上，鋼鐵資料的強度、韌性比現有的鋼材提高一倍。新一代超細晶粒鋼在組織構造上具有超細晶粒、高干凈度、高均勻度的特性。 當前用于研討的新一代超細晶粒鋼主要有400M

11、Pa級和800MPa級兩種。 在對新一代鋼鐵的研討上，我國與國際程度并沒有什么差距，幾乎是同時起步，同日、韓兩國共處世界的領先位置。但是由于呈現的時間較短，所以參與研討的單位也并不很多，主要是以鋼鐵研討總院和清華大學機械系為主。在對超細晶粒鋼的焊接技術進展一定的研討后，獲得了一些先進成果。v3.鋁合金v 鋁合金具有分量輕、強度高及抗腐蝕等優(yōu)點，是優(yōu)良的建筑資料，汽車工業(yè)中也逐漸在運用鋁合金資料的零部件。鋁合金焊接有五個主要的特點： 1鋁合金外表有一層致密的氧化薄膜熔點約2050，焊接時如未能將其去除，將會影響根本金屬的熔化質量，構成夾雜等質量問題。 2熱導率大約為鋼的4倍，導電性好，焊接時假設

12、要到達與鋼一樣的焊速，那么焊接熱輸入要比焊鋼時大24倍。3線膨脹系數大，焊件有產生較大的熱應力、變形及裂紋的傾向。4易呈現氣孔。5鋁合金焊接接頭的強度降低。 鋁合金焊接的這些特點，正是我們在研制焊接設備和焊接工藝時應仔細對待的問題，只需這樣才干開發(fā)出適宜鋁合金焊接的設備、資料和焊接工藝。v四、汽車工業(yè)焊接的總體開展趨勢 1.開展自動化柔性消費系統(tǒng) v 縱觀整個汽車工業(yè)的焊接現狀，不難分析出汽車工業(yè)的焊接開展趨勢為：開展自動化柔性消費系統(tǒng)。而工業(yè)機器人，因集自動化消費和靈敏性消費特點于一身，故轎車消費近年來大規(guī)模、迅速地運用了機器人。在焊接方面，主要運用的是點焊機器人和弧焊機器人。 焊接消費線要

13、高度自動化，廣泛采用6自在度的機器人，且機器人具有焊鉗儲存庫，可根據焊裝部位的不同要求或焊裝產品的變卦，自動從儲存庫抓換所需焊鉗。傳輸安裝那么已開展為采用無人駕駛的更具柔性化的感應導向小車。v 2.開展輕便組合式智能自動焊機 國內汽車焊接程度與國外相比差距很大。近年來，國內的汽車制造廠都非常注重焊接的自動化。如一汽引進的捷達車身焊裝車間的13條消費線的自動化率達80%以上。各條線都由計算機可編程控制器PLC-3控制，自動完成工件的傳送和焊接。焊接由R30型極坐標式機器人和G60肘節(jié)式機器人61臺進展，機器人驅動由微機控制，數字和文字顯示，磁帶記錄儀輸入 和輸出程序。機器人的動作采用點到點的序步軌跡，具有很高的焊接自動化程度，既改善了任務條件，提高了產質量量和消費率，又降低資料耗費。 類似的高程度的消費線，在上海、武漢等地都有合資及引進，包括了德國、美國、