《汽車制造工藝》 課件 3.1汽車車身焊接認(rèn)知

汽車制造工藝汽車車身焊接汽車車身焊接認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識目標(biāo)：1.能對焊接進(jìn)行分類；2.知道電阻點(diǎn)焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、激光焊的設(shè)備及其工作原理；3.知道典型的焊接方式在車身焊接中的應(yīng)用；4.了解汽車工業(yè)焊接的發(fā)展趨勢。學(xué)習(xí)目標(biāo)：能力目標(biāo)：1.能識別典型焊接設(shè)備；2.能比較分析不同焊接的優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：素質(zhì)目標(biāo)：1.能夠開展合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；2.能借助資料，有效開展學(xué)習(xí)；3.能夠制定計(jì)劃，完成工作任務(wù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：思政目標(biāo)：1.認(rèn)識到焊接種類的多樣性，意識到材料、使用性能要求與焊接工藝之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)；2.關(guān)注焊接技術(shù)的發(fā)展與變化。PART-01電阻點(diǎn)焊PART-02二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊PART-03激光焊目錄CONTENTSPART-04其他焊接方式PART-05汽車工業(yè)焊接發(fā)展趨勢汽車車身主要由沖壓件經(jīng)焊接、裝配形成。車身零件結(jié)構(gòu)多為薄鋼板形式，車身沖壓件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳鋼，焊接成為現(xiàn)代汽車車身制造中應(yīng)用最廣泛的連接方式。焊接的類型和方法多種多樣。目前，車身焊接中應(yīng)用比較廣的是電阻焊和氣體保護(hù)焊，電阻焊以點(diǎn)焊為主，氣體保護(hù)焊中二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊最為常用。此外，凸焊、螺柱焊等焊接方法在車身焊接中也有不同程度應(yīng)用。在先進(jìn)的汽車車身生產(chǎn)線上，激光焊接應(yīng)用也在逐步增加。電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)焊作為一種效率高、經(jīng)濟(jì)性好且機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的焊接技術(shù)，在汽車工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。無論是在汽車車身組裝中，還是汽車零部件的生產(chǎn)中，電阻點(diǎn)焊工藝都占據(jù)了相當(dāng)重要的位置。1.焊接原理電阻點(diǎn)焊是電阻焊的一種,電阻點(diǎn)焊是對兩層或兩層以上的金屬板材裝配成搭接接頭，加壓并保持一定時(shí)間，利用電流流經(jīng)工件接觸表面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的熱量熔化母材金屬，形成熔核的焊接方法電阻點(diǎn)焊2.焊接設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)用途不同，電阻點(diǎn)焊生產(chǎn)設(shè)備分為懸掛式點(diǎn)焊機(jī)、固定式點(diǎn)焊機(jī)和機(jī)器人點(diǎn)焊設(shè)備。懸掛焊機(jī)是采用工件不動(dòng)，焊鉗移動(dòng)的焊接方式，主要用于焊接一般固定式點(diǎn)焊機(jī)不能或不便焊接的低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鍍層鋼、板材及圓鋼。而焊接機(jī)器人則采用焊鉗和工件都運(yùn)動(dòng)的焊接方式，其自動(dòng)化和勞動(dòng)強(qiáng)度都得到了很大的改觀，所以焊接機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用尤為廣泛。電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)焊3.電阻點(diǎn)焊的特點(diǎn)（1）電阻點(diǎn)焊的優(yōu)點(diǎn)①熔核形成時(shí)始終被塑性環(huán)包圍，熔化金屬與空氣隔絕，冶金過程簡單。②加熱時(shí)間短，熱量集中，故熱影響區(qū)小，變形與應(yīng)力也小，通常在焊后不必安排校正和熱處理工序。③不需要焊絲、焊條等填充金屬作焊接材料，焊接成本低。④操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，改善了勞動(dòng)條件。⑤生產(chǎn)率高，且無噪聲及有害氣體，在大批量生產(chǎn)中，可以和其他制造工序一起編到組裝線上。電阻點(diǎn)焊（2）電阻點(diǎn)焊的缺點(diǎn)①點(diǎn)焊因在兩板焊接熔核周圍形成夾角，致使接頭的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均較低。②設(shè)備功率大，機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，使設(shè)備成本較高、維修較困難，并且常用的大功率單相交流焊機(jī)不利于電網(wǎng)的平衡運(yùn)行。③目前還缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質(zhì)量只能靠工藝試樣和工件破壞性試驗(yàn)來檢查，靠各種監(jiān)控進(jìn)行技術(shù)保證。電阻點(diǎn)焊4.電阻點(diǎn)焊在車身焊接中的應(yīng)用電阻點(diǎn)焊是汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接工藝方法，在目前的車身生產(chǎn)中，焊接生產(chǎn)的80%～90%采用電阻點(diǎn)焊完成。電阻點(diǎn)焊適用于焊接接頭氣密性要求不高、厚度小于3mm、沖壓或軋制的薄板搭接構(gòu)件。在車身底板、側(cè)圍、車架、車頂、車門及車身總成等部分的焊裝中，大量采用電阻點(diǎn)焊工藝。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊1.焊接原理二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接是熔焊方法中的一種。焊接時(shí)，在焊絲與焊件之間產(chǎn)生電弧，焊絲自動(dòng)送進(jìn)，被電弧熔化形成熔滴并進(jìn)入熔池；CO2氣體經(jīng)噴嘴噴出，包圍電弧和熔池，起著隔離空氣和保護(hù)焊接金屬的作用，同時(shí)CO2氣體還參與冶金反應(yīng)，在高溫下的氧化性有助于減少焊縫中的氫，防止氣孔等缺陷的產(chǎn)生。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊2.焊接設(shè)備二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊機(jī)是焊裝車間使用較多的設(shè)備之一，焊機(jī)按結(jié)構(gòu)主要分為三大部分：電源部分、送絲機(jī)部分和工作部分。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊3.焊接特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)①二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是一種明弧焊。焊接過程中電弧及熔池的加熱熔化情況清晰可見，便于發(fā)現(xiàn)問題與及時(shí)調(diào)整，故焊接過程與焊縫質(zhì)量易于控制。②二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在通常情況下不需要采用管狀焊絲，所以焊接過程沒有熔渣，焊后不需要清渣，省去了清渣的輔助工時(shí)，降低了焊接成本。③適用范圍廣，生產(chǎn)效率高，易進(jìn)行全位置焊及實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（2）缺點(diǎn)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的不足之處在于：焊接時(shí)采用明弧和使用的電流密度大，電弧光輻射較強(qiáng)；其次，不適于在有風(fēng)的地方或露天施焊；設(shè)備較復(fù)雜。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊4.焊接應(yīng)用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊具有焊接速度快、熔深大、成本低和易進(jìn)行空間位置焊接等優(yōu)點(diǎn)，因此，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊已廣泛用于焊接碳鋼和普通低合金鋼。主要用于車身骨架和車身總成中點(diǎn)焊不能進(jìn)行的連接部位的補(bǔ)焊。如車身焊接中遇到一些焊接件的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜或接頭在車身底部等，點(diǎn)焊焊鉗無法達(dá)到，只能用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行焊接。激光焊激光焊接是利用激光進(jìn)行加工的制造技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。激光焊接由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于航空航天、汽車制造、電子電工等行業(yè)?，F(xiàn)階段，汽車行業(yè)中激光焊接主要用于焊接薄壁材料和低速焊接。近年來，國內(nèi)各大汽車制造公司在車身制造中，優(yōu)先考慮用激光熱加工技術(shù)取代傳統(tǒng)工藝，并顯現(xiàn)出極好的應(yīng)用前景。激光焊1.焊接原理激光焊接，是利用激光束優(yōu)異的方向性和高功率密度等特點(diǎn)進(jìn)行工作。通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的區(qū)域內(nèi)，在極短的時(shí)間內(nèi)使被焊處形成一個(gè)能量高度集中的熱源區(qū)，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點(diǎn)和焊縫。激光焊2.焊接設(shè)備激光焊所用設(shè)備由激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)和焊接機(jī)器人等三大部分以及相關(guān)輔助設(shè)備所組成。激光焊3.激光焊接特點(diǎn)使用激光焊的優(yōu)點(diǎn)很明顯，焊接速度快（以5～6m/min的焊接速度，焊接1.5m車頂只需十幾秒）、焊縫質(zhì)量好、連接強(qiáng)度高（激光焊焊縫強(qiáng)度是常規(guī)電阻定位焊的1.5倍）且具有較高的密封性；其缺點(diǎn)是設(shè)備投資成本較高，一臺激光焊接設(shè)備的成本在幾十萬到幾百萬元，甚至更高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電阻定位焊設(shè)備的投資。4.激光焊接應(yīng)用車身焊接中，普通激光焊主要用于車頂焊接，可以降噪和適應(yīng)新的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一汽、上汽等汽車生產(chǎn)企業(yè)在眾多車型上采用了激光技術(shù)來焊接車頂和側(cè)圍外板。與傳統(tǒng)定位焊相比，激光焊焊接質(zhì)量和效率都大大提高，焊接完畢，無需增加車頂飾條，提高了整車的美觀性。激光焊其他焊接方式1.凸焊凸焊是電阻焊的一種，是在焊接件的結(jié)合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)凸點(diǎn)，使其與另一焊接件表面相接觸，加壓并通電加熱，凸點(diǎn)壓潰后，使接觸點(diǎn)形成焊點(diǎn)的焊接方法。在轎車四門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于門內(nèi)板與門框件的連接在窗框內(nèi)側(cè)的切邊尺寸很窄，采用點(diǎn)焊工藝會(huì)有很大的困難，經(jīng)常會(huì)造成半點(diǎn)焊、假焊或虛焊，所以在該位置處常采用凸焊技術(shù)，很好的解決了因?yàn)檫吘壵瓕更c(diǎn)布置帶來的困難，又可以確保焊點(diǎn)表面無焊痕。凸焊具有以下優(yōu)點(diǎn)：外覆蓋件表面幾乎看不見焊痕；不損壞表面鍍層；焊后不需要后道打磨工序；可滿足焊接對邊緣尺寸的要求；可達(dá)到與電阻焊相同的焊接強(qiáng)度。其他焊接方式其他焊接方式2.螺柱焊螺柱焊是電弧焊方法的一種特殊應(yīng)用。焊接時(shí)，首先在螺柱與工件間引燃電弧，使螺柱端面和相應(yīng)的工件表面被加熱到熔化狀態(tài)，達(dá)到適宜的溫度時(shí)，將螺柱擠壓到熔池中去，使兩者融合。一些非承重的車身構(gòu)件和一些裝飾件就是利用焊接螺柱的方法來裝配的，如ABS模塊、隔熱板、部分儀表盤、部分塑料件等。汽車工業(yè)焊接發(fā)展趨勢1.發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)從汽車工業(yè)的焊接現(xiàn)狀來看，大力發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)是大勢所趨。工業(yè)機(jī)器人集自動(dòng)化生產(chǎn)和靈活性生產(chǎn)特點(diǎn)于一體，在轎車生產(chǎn)中被大規(guī)模使用。在焊接方面，主要使用的是點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人，機(jī)器人可操縱各種點(diǎn)焊焊炬，通過切換系統(tǒng)可以更換焊炬，進(jìn)行各種位置的點(diǎn)焊，焊點(diǎn)質(zhì)量高且穩(wěn)定。汽車