汽车车身修复-学习情景8车身焊接(汇总)-1.ppt

朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 主讲：朱明 高级技师、经济师, 工程师 高级技能专业教师 高级汽车维修考评员 学习情景八：车身焊接 1. 惰性气体保护焊 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 教学内容： n1、熟悉常用焊接设备 n2、学习掌握二氧化碳保护焊技术。 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 3.3 气体保护焊 n 二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2 焊）的保护气体是二氧化碳。由于所用保 护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成 形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获 得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此这 种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重 要焊接方法之一。 n电弧焊加气体保护 第四章 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 二氧化碳气体保护焊工艺二氧化碳气体保护焊工艺 现在国内多数汽车修理厂采用的是半自动CO2弧焊机，如图3-81。焊 机的焊丝送给和CO2气体的输送都是自动进行的，而沿焊缝的施焊则是手 工操作的。它可以使用0.6mm0.8mm、10mm直径的焊丝，对厚度在 0.8mm0.4mm的工件（低碳钢、 低合金钢、不锈钢等）进行空间全 位置的对焊、搭焊、角焊等，并能 对铸铁进行补焊。 图3-81 二氧化碳气体保护焊机 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 工艺参数： n极性 n电压 n焊丝 n走丝速度 n气体流量 n焊接速度 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 朱明工作室 二氧化碳气体保护焊5 二氧化碳气体保护焊 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 主讲：朱明 高级技师、经济师, 工程师 高级技能专业教师 高级汽车维修考评员 学习情景八：车身焊接 2.电阻焊(手工电弧焊) 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 学习情景8.2电阻焊 一、基本要求 1、了解明确电阻焊的实质、分类及特点 2、掌握点焊、缝焊和对焊的工艺特点及适用范围 3、了解电阻焊设备组成及使用 二、重点 1、电阻焊的概念、分类 2、点焊、缝焊和对焊的工艺特点 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 复习焊接方法分类 钎焊 压力焊 熔化焊 电阻焊 冷压焊 超声波焊 爆炸焊 摩擦焊 扩散焊 点焊 缝焊 凸焊 对焊（闪光对焊 ） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 基本概念： 压力焊接：焊接过程中必须对焊件施加压力,加热或 不加热的焊接方法。 1.加热: 将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部 熔化状态，然后施加一定的压力，使金属原子间相互 结合形成焊接接头。如电阻焊、摩擦焊等。 2.不加热：仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力， 利用压力引起的塑性变形，使原子相互接近，从而获 得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等 。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电阻焊：将焊件组合后通过电极电阻焊：将焊件组合后通过电极 施加压力，利用电流通过接施加压力，利用电流通过接 头的接触面及邻近区域产生头的接触面及邻近区域产生 的电阻热进行焊接的方法。的电阻热进行焊接的方法。 电阻焊是一种主要的压焊方法， 在工业生产中占有重要的地 位。 基本概念： 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 第一节 电阻焊的实质、分类及特点 一、电阻焊的实质一、电阻焊的实质 要形成一个牢固的永久性的焊接接头，两工件间必须有足够 量的共同晶粒。 熔焊是利用外加热源使连接处熔化，凝固结晶而形成焊缝的 ，而电阻焊则利用本身的电阻热及大量塑性变形能量，形 成结合面的共同晶粒而得到焊点、焊缝或对接接头。 物理本质：二者都是靠工件金属原子之间的结合力结合在一 起的，但它们之间的热源不同，在接头形成过程中有无必 要的塑性变形也不同，即实现接头牢固结合的途径不同。 这便是电阻焊与一般熔焊的异同之处。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 与电弧焊相比电阻焊的特征： 1）热效率高 电阻焊是一种内部热源，因此，热能 损失比较少(加热速度快)，热效率较高。 2）焊缝致密 电阻焊的焊缝是在外界压力作用下结 晶，具有锻压的特性，所以不易出现缩孔、疏松和 裂纹等缺陷，能获得致密的焊缝。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电阻焊三大显著特征： 一是焊接的热源是电阻热，故称电阻焊； 二是焊接时工件必须接触，因而也称接触焊； 三是焊接时需施加压力，故属于压焊。 总结：总结：焊接电源和电极压力是形成电阻焊接头的基 本条件。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电阻焊的种类很多，可根据所使用的焊接电流波形特征 、接头形式和工艺特点进行分类，详见P182-图8-1. 掌握按接头特点分类： 点焊（spot welding）缝焊（beam welding）对焊（ Butt Resistance Welding ） 二、电阻焊的分类 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 一般从焊接物的形状去决定焊接电流的通电方法，大致 可分为三类。另外对于不同的通电方法施加不同的压 力，据此选择相对应的焊接头。 二、电阻焊的分类 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 1电阻焊的优点 1）焊接生产率高 点焊时每分钟可焊60点，对焊直径为40mm的棒材 每分钟可焊一个接头；缝焊厚度为13mm的薄板时，其焊接速度通 常为每分钟0.51m，滚对焊最高焊速每分钟可达60m。因此电阻 焊非常适合大批量生产。 2）焊接质量好 焊接接头的化学成分均匀，并且与母材基本一致。熔核 形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单， 加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊 后不必安排校正和热处理工序。 3）焊接成本较低 不需要焊丝，焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩气 等焊接材料，焊接成本低。 4）劳动条件较好 电阻焊时既不会产生有害气体，也没有强光的辐射， 所以劳动条件比较好。此外, 电阻焊焊接过程简单，易于实现机械化、 自动化，因而工人的劳动强度较低。 三、电阻焊的特点 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 2电阻焊的缺点 1）对参数波动敏感。由于焊接过程进行得很快，若焊接时因某些工 艺因素发生波动，对焊接质量的稳定性有影响时，往往来不及进 行调整；同时焊后也没有很简便的无损检验方法，所以在重要的 承力结构中使用电阻焊时应该慎重。 2）设备功率大、结构复杂。除了需要大功率的供电系统外，还需精 度高、刚度较大的机械系统，因而设备成本较高。 3）工件的厚度、形状和接头型式受到一定程度的限制。如点、缝焊 一般只适用于薄板搭接接头，厚度太大则受到设备功率的限制， 而搭接接头又难免会增加材料的消耗，降低承载能力。对焊主要 适用于紧凑断面的对接接头，而对薄板类零件焊接则比较困难。 三、电阻焊的特点 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电阻点焊、缝焊和凸焊的特点在于焊接电流大，通电时间短 ，生产率高，因此适于大批量生产。主要用于焊接厚度 小于3mm的薄板组件。 对焊是将两工件沿整个端面同时焊接起来的电阻焊方法。主 要用于直径在20mm以内的棒材或线材对接，不适于大 断面对接和薄壁管子对接。 适用于电阻焊的结构和零件如飞机机身、汽车车身、自行车 钢圈、锅炉钢管接头、轮船的锚链、洗衣机和电冰箱的 壳体等。 电阻焊所适用的材料也非常广泛:碳素钢、低合金钢，铝、 铜等非铁金属及其合金。 四、电阻焊的应用 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 第二节 电阻焊的基本原理 一、电阻热及影响因素 1电阻热的产生 电阻焊的热源是电阻热。由电工学知，电流通过 导体时，导体将析热，其温度会升高。同样， 当焊接电流通过两电极间的金属区域焊接 区时，由于焊接区具有电阻，就会析热，并在 工件内部形成热源电阻热。 根据焦耳定律，焊接区的总析热量为: 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 2、影响产热的因素： 电阻(焊件本身电阻、焊件间接触电阻、焊件与电极间电阻 ) 第二节 电阻焊的基本原理 焊件本身电阻RW=L/s 其中是一个重要参数且会随温度 的升高而增大。（图8-3） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 接触电阻RC 产生原因： 1、焊件与电极间有高电阻氧化膜或油污层，阻碍电流； 2、焊件表面不平，局部接触，电流集中，通路减小而增 加接触处的电阻。 当表面清理十分洁净时，RC仅在通电开始极短的时间内 存在，随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如 焊薄铝），对熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响 。 焊件与电极间电阻Rew Rew 比 Rc 小，对熔核的形成影响小。 第二节 电阻焊的基本原理 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 焊接电流 焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间两者都大，在焊接过程 中是一个必须严格控制的参数。 通电时间 与焊接电流在一定范围内可互为补充，即可以采用强规范（大电流短 时间），也可采用弱规范（小电流长时间）获得一定强度的焊点 。根据金属材料的性能、工件厚度和焊机的功率选择。 电极压力 对总电阻R影响显著，压力增大，R减小。 电极材料及端面形状 主要是电阻率和导热性 焊件表面状况 主要影响接触电阻。彻底清理工件表面是保证 获得优质接头的必要条件。 第二节 电阻焊的基本原理 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 二、热平衡及温度分布二、热平衡及温度分布 （一）热平衡：热量小部分（1030%）有用， 大部分散失，其中主要通过电极的热传导、辐 射等而散失。热平衡方程为（结合图8-5）： 焊接区总 析热量 形核热量 （10-30%） 电极热传导损失 （点焊-30-50%） 焊件热传导损失 （30%） 对流、辐射等方 式散失热量 （50%） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 （二）温度分布： 点（对）焊中心高，四周 低，最高温度处于焊接区中心，超过金属熔点 Tm的部分形成熔化核心。 第二节 电阻焊的基本原理 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 为什么 用小功率电 阻焊机不能 焊铝合金厚 板？ 第二节 电阻焊的基本原理 焊钢时 焊铝时 焊钢时 焊铝时 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 缝焊由于焊点间相互影响，温度分布比点焊的 平坦，且前后不对称。温度分布曲线越平坦，接头HAZ 越宽，工件表面越容易过热，电极越容易磨损。 第二节 电阻焊的基本原理 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 三、焊接循环 点焊和凸焊的焊接循环由四个基本阶段组成。 1）预压时间t1 2）通电时间t2 3）维持时间t3 4）休止时间t4 通电焊接必须在电极压力达到规定值后才能进行，否则 会因压力过低而引起飞溅。电极提升必须在焊接电流 切断之后进行，否则电极间将引起火花，使电极烧损 ，工件烧穿。 第二节 电阻焊的基本原理 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 四、电阻焊对金属的要求四、电阻焊对金属的要求（P186-187） 主要从下列各项指标进行评定： 1、材料的导电性和导热性 导电性和导热性越高，焊接 性越差。 2、材料的高温强度 高温（0.50.7Tm）屈服强度越高 ，焊接性越差。 3、材料的塑性温度范围 塑性温度范围越窄，对参数波 动越敏感，焊接性越差。 4、材料对热循环的敏感性 敏感性越强，焊接性越差。 另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属 ，其焊接性一般较差。 第二节 电阻焊的基本原理 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 第三节 点焊、凸焊与缝焊 一、点焊一、点焊（spot welding） 点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制 造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于3mm 的冲压、轧制的薄板构件。 点焊有时也用于连接厚度6mm的金属板，但与 熔焊的对接相比较，点焊的承载能力低，搭接接头 增加了构件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机 ，因而是不经济的。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 焊件装配成搭接 接头，并压紧 在两电极之间 ，利用电阻热 熔化母材金属 形成焊点的电 阻焊方法。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 概念： 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 1. 点焊接头形成过程 点焊循环：预压 通电 锻压 休止（可以是复杂的循环图 ） 2. 点焊接设计 接头形式： 搭接 折边;接头可由两个或两个以上等厚或不 等厚度的工件组成。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 接头设计时应注意考虑：点距、边距、搭接量、分流、装配间隙等。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 点距最小值主要是考虑分流影响。 点距小时，接头会因分流而影响其强度；大的点距又会 限制可安排的点焊数量。因此，必须兼顾点距和焊点数量， 才能获得最大的接头强度。 多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。 采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。 若采用热膨胀监控或可能够顺序改变各点电流的控制器 时，以及采用能有效地补偿分流影响的其它装置时，点距可 以不受限制。 如果受工件尺寸限制，点距无法拉开而又无上述控制手 段时，为保证榕核尺寸一致，就必须以适当电流先焊各工件 的第一点，然后调大电流，再焊其相邻点。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 搭接量是边距的两倍。 装配间隙必须尽可以能小，通常为0.10.2mm。刚度 、厚度越大，许用间隙越小。 单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积。 焊透率应介于20%80%之间（两板上的焊透率应分别 测量）。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率 可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度 的15% 。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊透率:熔深与板厚的百分比. 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 3. 点焊方法与工艺 点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 点焊工艺： 焊前清理：清理方法分机械清理和化学清理两种。 常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝 刷清理等。不同的金属和合金，须采用不同的清理方法。 工艺参数及选择： 电流（KA） （图813） 通电时间（s） ：（图814），对塑性指标影响较大 电极压力（KN）： 过小-塑性变形不足-严重喷溅； 过大-总电阻和电流密度减小-熔核尺寸减小 电极工作端面形状和尺寸： （图816） 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选 取。 首先确定电极的端面形状和尺寸，其次初步选定电极压力 和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经 检验熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力、 焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全 符合技术条件所规定的要求为止。 点焊工艺参数之间互相影响，而且还受外界因素（ 如材料、结构、设备等）的影响，参数之间要合理匹配 ，比较复杂，所以，已将焊接参数标准化，可查阅相关 手册、必要时加以修正而得。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 点焊质量的检验 最常用的检验试样的方法是撕开法。优质焊 点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，而另 一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能撕出 圆孔和凸台，但可通过剪切的断口判断熔核的直 径，必要时，还需进行低倍测量、拉伸试验和X 射线检验等，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩 孔、裂纹等缺陷。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 异种材料及不等厚板点焊的工艺措施： 不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、散 热难）一边. 调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热，减小其 散热。 具体方法：薄件一侧电极端面小直径 薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料 采用工艺垫片 采用硬规范 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 4.常用金属材料的点焊 （1）低碳钢及低合金钢 低碳钢的w(c)低于0.25%，具有良好的焊接性，其焊 接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调 节范围。可采用工频交流、简单循环，无须特殊工艺措 施；磁性材料，注意其对焊接电流的影响。低碳钢和低 合金钢如果表面的涂油未被车间的脏物或其他不良导电 材料所污染，在电极压力下，油膜容易被挤开，不会影 响接头质量。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 （2）淬火钢 由于冷却速度极快，在点焊淬火钢时 必然产生硬脆的马氏组织，在应力较大时 还会产生裂纹。为了消除淬火组织、改善 接头性能，通常采用电极间焊后回火的双 脉冲点焊方法。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 （3）不锈钢 导电、导热率低，高温强度大。必须采用较 高的电极压力，通常采用较短的焊接时间、强有力 的内部和外部水冷却，并且要准确地控制加热时间 和焊接电流，以防止热影响区晶粒长大和出现晶间 腐蚀现象。 马氏体不锈钢由于有淬火倾向，点焊时要求 采用较长的焊接时间。为消除淬硬组织，最好采用 焊后回火的双脉冲点焊。点焊时一般不采用电极的 外部水冷却，以免因淬火而产生裂纹。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 （4）铝合金 导电、导热率高，强度低，易氧化，焊接性较差； 焊前严格清理后迅速施焊； 必须采用大功率焊机以硬规范焊接（较大电流和较短的 时间、较大的电极压力，电极随动性还要好）。点焊铝合金 时应选用具有下列特性的焊机： 1）能在短时间内提供大电流； 2）电流波形最好有缓升缓降的特点； 3）能精确控制工艺参数，且不受网路电压波动的影响； 4）能提供阶梯形和马鞍形电极压力； 5）机头的惯性和摩擦力小，电极随动性好。 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 5. 点焊设备 （1）点焊机（表86） 通用、专用、特殊型/固定式、 移动式、轻便式. 固定式通用点焊机 固 定 式 专 用 多 点 焊 机 移 动 式 点 焊 机 轻 便 式 点 焊 机 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电流形式：交流、低频、电容储能、直流; 加压机构：脚踏式 电动滚轮式 气压式、液压式、复合式 电极运动轨迹：垂直行程式 圆弧行程式 焊点数目：单点、多点 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 （2）电极 材料：要求导电、导热好 高温强、硬度高 耐 磨 形成合金倾向小 结构：端部、主体、尾部、冷却水孔 形式：标准 特殊 标准电极的五种形式 （图8-18） 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电阻焊各种形式的电极 第三节 点焊、凸焊与缝焊 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 二、凸焊二、凸焊（projection welding） 凸焊是点焊的一种特殊形式，利用 零件原有型面、倒角、底面或预制 的凸点焊到另一个面积较大的零件 上，这种焊接方法称为凸焊。 凸焊的特点： 多个焊点可同时焊接，生产率高； 小电流焊接可以可靠地形成小熔核； 凸点位置、尺寸准确，强度均匀； 压痕浅，电极磨损少； 焊前对表面质量要求（比点焊）低。 缺点是结构需要有凸点（往往需要专门冲制）、电极复杂，需要高 电极压力、高精度大功率焊机。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 凸焊的适用范围：凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的 冲压件，最适宜的厚度为0.54mm。 凸焊接头形成过程： 预压：形成导电回路 通电加热：凸点压溃形核 冷却结晶：压力维持 二、凸焊二、凸焊（projection welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 凸点接头和凸点设计 凸焊接头设计 凸焊搭接接头的设计与点焊相似。但通常凸焊接头的搭 接量比点焊的小，凸点间的间距没有严格限制。 凸点设计 凸点的作用是将电流和压力局限在工件的特定位置上， 其形状和尺寸取决于应用的场合和需要的焊点强度，有各种 各样的形式。 凸点的形状通常有圆球形和圆锥形两种，一般多用圆球 形凸点。防止挤出金属残留在凸点周围形成板间间隙，可用 带环形溢出槽的凸点。 二、凸焊二、凸焊（projection welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 凸焊的工艺特点和工艺参数 凸焊的工艺特点 由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因 此凸焊工件的厚度比可以6：1。 凸焊时，电极必须随着凸点的压溃而迅速下降，所 以应采用电极随动性好的焊机。 多点焊时，还要采取措施防止凸点移位。 凸焊的工艺参数： 凸焊工艺参数主要有：电极压力、焊接时间、焊接电流 。 二、凸焊二、凸焊（projection welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 电极压力：取决于被焊金属的性能、凸点尺寸和一次焊 成的凸点数量，应使凸点在达到焊接温度时被完全压溃，并 使工件贴合紧密。 焊接时间：确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节 焊接时间。通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小 ，多点凸焊的时间应适当稍长。 焊接电流：一般比点焊的小。应采用在合适的电极压力 下不致于挤出过多金属的最大电流。 由于材料、结构和凸点的不同，凸焊的焊接工艺参数 差异较大，建议参考相关手册上的数据来确定焊接工艺参数 ，必要时作适当调整。 二、凸焊二、凸焊（projection welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 凸焊设备：可在点焊机上实现凸焊，也可用专用的凸焊机如 TNXX、TNXX等。 二、凸焊二、凸焊（projection welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 概念：工件装配成搭接接头，并置于两滚轮电极 之间，滚轮加压工件并滚动，连续或断续送电， 形成一条连续焊缝的电阻焊方法。 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 点击观看缝焊过程 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 1. 缝焊的分类、特点及应用 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 缝焊的适用范围：广泛应用于1.5mm以下的各种钢、高温合 金和钛合金的缝焊，很容易产生表面过热、缩孔和裂纹。 缝焊可分为三种基本类型，其特点为： （1）连续缝焊：滚轮电极连续旋转、工件等速移动，焊接电 流连续通过。 （2）断续缝焊：滚轮电极连续旋转、工件等速移动，焊接电 流断续通过，每通断一次，形成一个焊点。 （3）步进缝焊：滚轮电极断续旋转、工件相应断续移动、焊 接电流在电极与工件皆静止时通过并形成一个焊点。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 2. 缝焊工艺参数及选择 焊接参数：焊接电流、电极压力、焊接时间 、休止时间 、 焊接速度 、滚轮直径宽度等。 电流：比点焊大15%40%。 电极压力：对熔核的影响与电焊一致，数值通常比点焊大 20%50%。 焊接时间和休止时间：主要通过时间控制熔核尺寸，通过 休止时间控制重叠量。低速焊接时，焊接/休止时间之比1.25： 12：1，高速焊时则3：1。 焊接速度：焊接速度与被焊金属、板件厚度以及焊缝强度 、质量的要求等有关。通常较低。 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 另外，不同厚度或不同材料缝焊时，滚盘不 像点焊电极那样可以做成特殊形状，因此设计缝 焊结构时，必须注意滚盘的可达性。应避免设计 曲率半径过小的工件。 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 3. 常用金属材料的缝焊 （1）低碳钢：低碳钢是焊接性最好的缝焊材料，有高 速、中速、低速三种方案。手工移动工件时，多采用中 速；自动焊接时可以采用高速；焊机的容量不够，只能 采用低速。应注意其磁性在焊接回路中对电流的影响并 采取相应措施。 （2）不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中焊速 （3）铝合金：焊接性差，应用强规范；电极粘连严重 ，加强电极清理修整；建议用步进缝焊。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 4. 缝焊设备 焊件移动方向（下图）：纵缝（左）、横缝（中）、 圆缝（右）。 滚轮式：单轮 双轮 馈电方式：双侧 单侧 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 加压机构：脚踏式 电动凸轮式 气压式 安装方式：固定式 移动式 电极（滚盘）：近年多用35mm的窄边滚轮 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 滚轮通常采用外部冷却方式。焊接有色金属和不锈钢时， 用清洁的自来水即可；焊接一般钢时，为防止生锈，常用含 5%硼砂的水溶液冷却。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 其它缝焊方式 压平缝焊（下左） 常用于低碳钢和不锈钢制成的食品容器等产品的 焊接，外观平整。 铜线电极缝焊（下右） 是解决镀层钢板缝焊时，镀层粘着滚轮的 有效方法。 垫箔对接缝焊（下中） 是解决厚板缝焊的一种方法。 三、三、 缝焊缝焊 （Seam WeldingSeam Welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 第四节第四节 对焊（对焊（Butt resistance weldingButt resistance welding） 一、对焊的特点和方式一、对焊的特点和方式 对焊：利用电阻热为热源，然后加压在两工件整个端面形成接 头的电阻焊方法。 特点：效率高、易于实现自动焊 形式：电阻对焊 闪光对焊 滚对焊 二、电阻对焊二、电阻对焊（upset butt welding） 接头形成过程： 预压形成导电回路，保证接头紧密接触 通电加热使接头一定范围内达到塑性状态 顶锻挤出氧化物、使接头在压力下形成共同晶粒 点击观看电阻对焊的焊接过程。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 参数：伸出长度、焊接电流（密度）、通电时间、焊接压 力、顶锻压力等。 特点：操作过程简单，外形光滑、毛刺小，但焊前准备要求 高，接头强度和冲击值低。 应用：小尺寸及要求不高之零件，氧化物应容易被挤出。 第四节第四节 对焊（对焊（Butt resistance weldingButt resistance welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 三、闪光对焊三、闪光对焊（FBW ：flash butt welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 接头形成过程连续闪光对焊：闪光 顶锻 预热闪光对焊：预热 闪光 顶锻 三、闪光对焊三、闪光对焊（FBW ：flash butt welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 特点：对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质量好，可焊大 截面工件。 应用：杆件的接长，如钢筋、钢轨的接长等； 环形工件的对焊，如锚链、车轮钢圈的对接焊等； 部件的组焊，如发动机排气阀体与阀杆的对接焊等； 异种金属的对焊，如铝/铜导电接头、刀头与刀杆的对 接焊等。 三、闪光对焊三、闪光对焊（FBW ：flash butt welding） 预热的作用： 减小焊机许用功率；降低焊后冷却速度；缩短 闪光时间。 但预热又延长了焊接周期、降低生产效率，同时使焊接过程更复杂 ，而且预热的控制比较困难。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属（过梁）通过 闪光被排出，对接头起到清理作用；形成的气氛对接头产生一定的保护 作用，有利于提高焊接质量。 闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。 稳定闪光过程中不短路（会使工件过烧甚至报废）、不断路（ 会失去保护作用）。 强烈闪光越强烈，自保护作用越强。 顶锻的作用：封闭工件端面间隙和液体金属过梁爆破后留下的火口 ，挤出端面的液体金属及氧化物夹杂，同时使接头在压力下结晶。 焊接工艺参数：伸出长度 闪光留量 闪光速度 闪光电流密度 顶锻 力、顶锻留量、顶锻速度、夹钳夹持力等。 三、闪光对焊三、闪光对焊（FBW ：flash butt welding） 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 四、对焊设备：如UN17-150-1等（详见GB/T10249-1988）。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 闪光对焊新技术闪光对焊新技术 1、程控降低电压闪光对焊 闪光开始阶段采用较高的二次空载电压（利于激起闪光），当端面温 度升高后，再采用低电压闪光（以提高热效率），接近顶锻时又提高二次 电压（使闪光强烈，增强自保护作用）。 与预热闪光对焊相比，焊接时间短、需用功率低、加热均匀。 2、脉冲闪光对焊 通过液压振动装置，在动夹钳电极送进的行程上再叠加一个振幅 0.251.2mm、频率335Hz均匀可调的往复振动行程，使端面交替地 短路和拉开，形成脉冲闪光。 与普通闪光对焊相比，脉冲闪光对焊无过梁自发爆破，喷溅微粒小 、火口浅，热效率可提高1倍多，顶锻留量可缩小1/31/2。 以上两种方法主要是为了满足大断面工件的闪光对焊。 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 3、矩形波闪光对焊 以矩形波交流取代工频正弦波交流，可在整个周期内产 生与电压相位无关的稳定、均匀的闪光，单位时间内的闪光 次数比工频交流提高30%，喷溅微粒小、火口浅，热效率高 。 多用于薄板和铝合金轮圈的连续闪光对焊。 闪光对焊新技术闪光对焊新技术 焊接方法与设备 朱明工作室 授人以鱼不如授人以渔 本章完 谢谢大家 主讲：朱明 高级技师、经济师, 工程师 高级技能专业教师 高级汽车维修考评员 学习情景八：车身焊接 7.氩 弧 焊 任务一 认识手工钨极氩弧焊及其设备 n了解氩弧焊的特点、类型及应用范围 n认识钨极氩弧焊的焊接设备 n能正确使用钨极氩弧焊机 相关知识 1 1氩弧焊的原理氩弧焊的原理 氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法 1熔池 2一喷嘴 3一钨 极 4一气体 5一焊缝 6一 焊丝 7一送丝滚轮 a)钨极氩弧焊 b)熔化极氩弧焊 （1）焊缝质量较高 由于氩气是惰性气体，不与金属产生化 学 反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保 护 层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并 且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。 （2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。 （3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧 焊。 （4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。 2 2氩弧焊的特点氩弧焊的特点 根据所用的电极材料可分为: 钨极氩弧焊(不熔化极) (用TIG表示) 熔化极氩弧焊(用MIG表示) 根据操作方式可分为: 手工氩弧焊 半自动氩弧焊 自动氩弧焊 根据采用的电源种类可分为: 直流氩弧焊 交流氩弧焊 3 3氩弧焊的分类氩弧焊的分类 手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气 系统、控制系统和冷却系统等部分组成 1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却 水 5-电源与控制 系统 6-电源开 关 7-流量调节器 8-氩气瓶 4 4钨极氩弧焊设备钨极氩弧焊设备 （1）焊接电源 钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流 电源和交流电源两种。常用的直流钨极氩弧焊机有WS- 250型、WS-400型等；交流钨极氩弧焊机有WSJ-150型 、WSJ-500型等；交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型、 WSE-400型等。 （2）控制系统 控制系统是通过控制线路，对供电、供气与稳弧等各个阶段 的动作进行控制。 手工钨极氩弧焊控制程序 （3）焊枪 焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启 动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按 冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于 150A时，可选择气冷式焊枪 见下图。 1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5- 手把 6-电缆 7-气 体开关手轮 8-通气 接头 9-通电接头 焊接电流大于150A时，必须采用水冷式焊枪见下图： 1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-导流 件 4、8-密封圈 5-枪体 6- 钨极夹头 7-盖帽 9-船形开 关 10-扎线 11-手把 12- 插圈 13-进气皮管 14-出 水皮管 15-水冷缆管 16-活 动接头 17水电接头 常见的焊枪喷嘴形状示意图 a）圆柱带锥形 b）圆柱带球形 c）圆锥形 （4）供气系统 供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组 成。 1） 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩气 瓶最大压力为15MPa，容积为40L。 2）电磁气阀 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起 到提前供气和滞后停气的作用。 3）氩气流量调节器 起降压 和稳压的作用及调节氩气流 量。氩气流量调节器的外形 如右图。 （5）冷却系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接 电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时 ，必须通水冷却，并以水压开关控制。 钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。 （1）钨极 氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维 持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种 。 1）纯钨极 其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极 要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较 差，故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。 2 2钨极氩弧焊的焊接材料钨极氩弧焊的焊接材料 2)钍钨极 其牌号是WTh-10、WTh-15，是在纯钨中加入1 2%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大 了许用电流范围，降低了空载电压，改善引弧和稳弧性能， 但是具有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。 3)铈钨极 其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化铈 (CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧，使用寿命长，放 射性极低，是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将 其涂成灰色。 长度范围供给，在76610mm之间； 常用的直径为0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多种。 钨极端部的形状 钨极的规格： a) 圆锥形 b)圆台形 c)球形 （2）氩气 惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的 气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩 弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度 应达到99.99%。 焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿 色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力为 15MPa。使用时，一般应直立放置。 （3）焊丝 氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类 。焊丝可按GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳、低合金钢 焊丝和YB/T5092-1996焊接用不锈钢焊丝选用。焊接有 色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要有 0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、 6.0mm等十余种规格，多选用直径2.04.0mm的焊丝。 任务实施 参观钨极氩弧焊操作，加深对钨极氩弧焊的工作过程、焊接设 备、焊接材料的认识，并按参观记录下表内容加以总结。 参观记录表 时间 任务二 手工钨极氩弧操作 1、会正确选用钨极氩弧焊工艺参数 2、掌握钨极氩弧焊操作技术 手工钨极氩弧 焊薄板焊件图 相关知识 电源种类和极性 钨极直径 焊接电流 电弧电压 焊接速度 1 1钨极氩弧焊焊接工艺参数钨极氩弧焊焊接工艺参数 氩气流量 喷嘴直径 喷嘴与焊件间的距离 钨极伸出长度 （1）焊接电源的种类和极性 钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接电源，采用哪种电 源与所焊金属或合金种类有关；采用直流电源时还要考虑极 性的选择。 a）直流反接 b）直流正接 采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件 ，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化 膜击碎，这种现象称为“阴极破碎”作用。 但是直流反接时，钨极因接正极温度较高，容易过热或烧损。 所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用 交流电进行焊接。 采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、 耐热钢、钛、铜及其合金。 （2）钨极直径与焊接电流 钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊 件的材质、厚度来选择。 （3）电弧电压 电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透 的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下 ，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。 焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况 随时调节。过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易 产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。 （4）焊接速度 喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直 径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选 择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝 成形美观；流量不合适，熔池表面有渣，焊缝表面发黑或有 氧化皮。氩气的合适流量为0.81.2倍的喷嘴直径。 （5）氩气流量与喷嘴直径 喷嘴与焊件间的距离以814mm为宜。距离过大，气体保 护效果差；若距离过小，虽对气体保护有利，但能观察的范 围和保护区域变小。 （6）喷嘴与焊件间的距离 （7）钨极伸出长度 为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸 出长度一般为34mm。伸出长度过小，焊工不便于观察熔 化状况，对操作不利；伸出长度过大，气体保护效果会受到 一定的影响。 操作提示： 具体的方法是在铝板上点焊。电弧引燃后焊 枪固定不动，待燃烧510s后断开电源。这 时铝板上焊点周围因受到“阴极破碎”作用， 出现银白色区域，这就是气体有效保护区域 ，称为去氧化膜区，其直径越大，说明保护 效果好。 用焊点试验法来判断气体保护效果 1钨极、2焊枪、3焊件 在生产实际中也可以通过直接观察焊缝表面色泽和是否存 在气孔来判定气体保护效果如何，见下表。 （1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉 冲发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离 ，就能在施焊点上直接引燃电弧。如没有引弧装置操作时，可 使用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热 到一定温度（约1s），立即移到焊接部位引弧焊接。这种接触 引弧，会产生很大的短路电流，很容易烧损钨极端头。 2 2手工钨极氩弧焊操作要点手工钨极氩弧焊操作要点 （2）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置 平焊时持枪的