焊接强度试验基准

大纲 一 焊接的分类1 电阻点焊2 凸焊3 缝焊4 气体保护焊5 激光焊6 钎焊二 焊接符号的表示方法1 基本符号2 辅助符号3 类别符号4 图纸标注方法 三 焊接强度试验标准1 电阻点焊焊接强度试验标准2 焊接螺母焊接强度试验标准3 焊接螺栓焊接强度试验标准4 气体保护焊焊接强度试验标准5 激光焊焊接强度试验标准6 焊接强度试验标准总结四 焊接强度检查表 在众多的焊接工艺中 广州本田汽车车身零部件和白车身焊接主要有电阻点焊 凸焊 缝焊 二氧化碳气体保护焊 氩弧惰性气体保护焊 激光焊等方式 一 焊接的分类 焊接的分类 1 电阻点焊 点焊的定义 连接钢板的一个过程 钢板放置于电极之间 热量通过钢板的接口产生 当施加压力时发生局部焊接 点焊又分为 一 双面单点焊a 二 单面双点焊b 三 单面单点焊c 四 双面双点焊d 五 多点焊e 重点 双面与单面的区别双点与单点的区别 焊接的分类 2 凸焊 定义 凸焊属于电阻点焊类 在一工件的贴合面上预先加工一个或多个突起点 使其与另一工件表面相接触并通电加热 然后压塌 使这些接触点形成焊点的电阻焊方法称之为凸焊 特点 焊接区为凸点接触 大大提高单位面积上的电流密度和电极压强 有利于焊件表面氧化膜破裂 热量集中 分流小 焊件表面无压痕 电极寿命长 焊接的分类 3 缝焊 定义 工件装配搭接或对接接头并置于两滚轮之间 滚轮加压工件并转动 连续或断续送电 使之形成一条连续焊缝的电阻焊的方法称之为缝焊 缝焊实质上是一连续进行的点焊 缝焊与点焊相比有如下特点 1 压痕小 焊件处在滚轮旋转的情况下 没有处在静止的电极压力 降低了加压效果 2 焊件的接触电阻比点焊小 而焊件与滚轮之间的接触电阻比点焊时大 3 前一个焊点对后一个焊点的加热有一定的影响 这种影响主要反映在以下两个方面 a 分流的影响 b 热作用 4 散热效果比点焊差 焊接的分类 4 气体保护焊 定义 属于电弧焊类 利用气体在电弧周围形成局部的保护层 保护金属熔滴 焊接熔池和焊接区高温金属不受空气的氧化作用影响的焊接过程 简称气体保护焊 常用的保护气体 惰性气体 如氩气 氦气 还原性气体 如氢气 氮气 氧化性气体 如二氧化碳等 焊接的分类 特点 1 气体保护层 防止有害于熔滴和熔池的气体侵入 保证焊接过程的稳定 2 由于保护气体对弧柱有压缩作用 使电弧热量集中 熔池体积小 因而 其焊接热影响区和焊接变形都比其他电弧焊和气焊小 焊接的分类 气体保护焊 什么是熔化极气体保护电弧焊 如何分类 熔化极气体保护电弧焊是采用可熔化的焊丝 熔化电极 与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属 并向焊接区输送保护气体 使电弧 熔化的焊丝 熔池及附近的母材金属免受空气的有害作用 由于不同的保护气体种类及焊丝形式对电弧状态 电气特性 热效应 冶金反应及焊缝成形等的影响显著不同 熔化极气体保护电弧焊的分类有多种 见表10 什么是MIG焊 使用熔化电极的惰性保护焊 英文简称MIG焊 见图16 保护气体可采用Ar Ar He或He 电弧燃烧稳定 熔滴过渡平稳 安定 无激烈飞溅 在整个电弧燃烧过程中 焊丝连续等速送进 可用来焊接各种钢材及有色金属 什么是TIG焊 利用纯钨或活化钨 钍钨 铈钨等 作为电极的惰性气体保护焊称钨极惰性气体保护焊 其英文简称为TIG焊 它是在惰性气体的保护下 利用钨电极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法 其示意图见图9 焊接的分类 气体保护焊 5 激光焊 激光焊的定义 通过受激辐射而使放射增强的光 即激光 经聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源进行的焊接 焊接的分类 6 钎焊 钎焊的定义 用液相线温度低于母材固相线温度的钎料 将零件与钎料装配合理后 加热到钎料熔化温度以上 利用液态钎料润湿母材及毛吸现象 填充接头间隙 并与母材相互溶解扩散形成钎焊接头 实现母材不熔化连接 焊接的分类 二 焊接符号的表示方法 一个完整的焊接符号包括基本符号 辅助符号和类别符号 由基线 箭头和尾端构成的焊接指示线表示 HESA2401 04 焊接符号的表示方法 焊接基本符号 原则上是表示两个部件材料间的焊接形态 焊接符号依据表1 辅助符号 用来作为基本符号的补充 符号依据表2 类别符号 按8种焊接方法来分 有电弧点焊 螺栓焊接 电阻对焊 单面点焊 软钎焊 闪光焊 凸焊和摩擦焊 符号依据表3 注意 焊接强度分 A B C三个等级 图面没有标识为B级 焊接符号的表示方法 1 基本符号 焊接符号的表示方法 2 辅助符号 焊接符号的表示方法 3 类别符号 焊接符号的表示方法 焊接符号的表示方法 4 图纸标注方法 a 电阻点焊的图面示例1 图1 焊接符号的表示方法 图2 图纸标注方法 电阻点焊的图面示例2 b 凸焊的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 c 螺栓焊接的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 d 焊接螺栓凸焊的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 e 螺栓角焊的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 f 焊接螺母凸焊的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 g 角焊的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 h 缝焊的图面示例 i 钎焊的图面示例 焊接符号的表示方法 图纸标注方法 焊接符号的表示方法 j 激光焊的图面示例 图纸标注方法 三 焊接强度试验标准 涉及标准 电阻点焊HESA1018 04 电阻焊设计标准 HESE001 06 电阻焊的检查标准 JISZ3136 电阻焊点和凸焊焊缝剪切强度测试试样的尺寸和试验方法 焊接螺母凸焊HESB011 03 方形焊接螺母 HESB031 03 六角形焊接螺母 JISB1196 焊接螺母 焊接螺栓凸焊JISB1195 焊接螺栓 气体保护焊5135Z SX8 T000 钢板 钢管的电弧焊质量技术条件 激光焊接 焊接强度试验标准 1 电阻点焊强度试验标准 焊接强度试验标准 电阻点焊的试验项目依据HESE001来确定 试片的形状及尺寸尺寸的选取见表1图2为两层钢板的焊接图3为三层钢板的焊接 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准抗拉剪切强度试验 抗拉剪切强度试验 JISZ3136 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准抗拉剪切强度试验 公称板厚的选取 1 在板厚和材质不同钢板焊接时 计算钢板抗拉强度与钢板厚度的积 取积较小的钢板厚度作为公称板厚 2 三层以上焊接时 试片的形状为图3 尺寸按照表1 这种情况下的剪切强度试验 如图3a b 所示 要在相关部件材质间进行 3 三层以上焊接 板厚或材质不同时 试片尺寸 计算不同相关部件材质的抗拉强度与板厚的积 取较小值的板材的板厚为公称板厚 4 板厚 3mm 或者两块以上的板厚比 1 4时 如图5所示添加结合板的试片 结合板是与试验材同样的板厚 重新以点焊等固定在试片上 试验在室温时进行 试验方法试验按照JISZ2241里规定的装置及方法 按规定的夹持间隔把试片夹在试验机后 逐渐拉伸 测量到试片断裂时止的最大拉伸载荷 求出剪断力 另外 从断裂的试片求出焊接直径 试验在室温进行 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准抗拉剪切强度试验 判定标准依据HESA1018中规定 规格值查询表1所示 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准抗拉剪切强度试验 抗拉剪切强度的选取原则 参考 A 各种不同牌号和板厚组合的抗拉剪切强度的判定基准 a 材料相同板厚相同 材料抗拉强度相同板厚相同 按相应的抗拉剪切强度可作参考 例 JSC270E 1 6t和JSC270E 1 6t选等级270Mpa 1 6t的抗拉剪切强度7662N作基准 参照表1中a b 材料相同板厚不同 材料抗拉强度相同板厚不同 按较薄板的抗拉剪切强度作基准 例 JSC270E 1 6t和JSC270E 0 7t选等级270Mpa 0 7t的抗拉剪强度2400N作基准 参照附表1中b c 材料不同板厚相同 材料抗拉强度不同板厚相同 按较低的抗拉剪切强度作基准 例 JSC780Y 1 2t和JSC440W 1 2t选等级440Mpa 1 2t的抗拉剪强度7997N作基准 参照附表1中c d 材料不同板厚不同 材料抗拉强度不同板厚不同 定义材料抗拉强度较高的板厚为t1 另外一个为t2 t1 t2 材料抗拉强度较低的抗拉剪切强度作基准 例 JSC780Y 1 6t t1 和JSC270E 0 7t t2 选等级270Mpa 0 7t的抗拉剪强度2400N作基准 参照附表1中b t1 t2 材料抗拉强度较高的抗拉剪切强度与材料抗拉强度较低的抗拉剪切强度换算值 X 比较 取较小值 材料抗拉强度较低的抗拉剪强度换算值 X 等式获得 X f xt2 t1例 JSC780Y 1 0t t1 和JSC270E 2 3t t2 查表 等级270Mpa 1 0t的抗拉剪强度 f 3998N 参照附表1中f 查表 等级780Mpa 1 0t的抗拉剪强度 d 10724N 参照附表1中d 由下列等式得抗拉剪强度 X X f xt2 t1 3998Nx2 3t 1 0t 9195N 10724N d 比较 X 和 d 用较小值作基准 结论 9195N就是基准值 B 当钢板厚度为两个相邻板厚的中间值时 取相邻板厚的抗拉剪强度的平均值 例 JSC780T1 1t的抗拉剪切强度 780Mpa1 0t的抗拉剪切强度 780Mpa1 2t的抗拉剪切强度 2 10724N 13274N 2 11999N结论 11999N就是JSC780T1 1t的抗拉剪强度的基准值 焊接强度试验标准 选取需要计算 电阻点焊强度试验标准抗拉剪切强度试验 HESA1018 断面检查 焊接强度试验标准 试片的制作依据抗拉剪切强度的试片的形状及尺寸标准制作试片 断面 焊点切割线尽可能的贴近焊点中心 焊点的断面处理 进行研磨 用腐蚀液进行腐蚀 试验方法 宏观检查A级 放大到25 40倍率 对熔核直径 熔深和内部缺陷进行检查 B级 放大到7 10倍率 对熔核直径 熔深和内部缺陷进行检查 C级 采用目视检查 电阻点焊强度试验标准断面检查 焊接强度试验标准 判定基准 a 熔核直径熔核直径依据HESA1018表1中的规格值进行判定 电阻点焊强度试验标准断面检查 焊接强度试验标准 b 熔深按图表5所示 最小的熔合值X和X 按熔核直径80 范围内测量 按厚度值T T 和t t 求出两块钢板焊接的各熔深 各熔深能满足最大或最小熔深的规格值 被判定为合格 三块钢板焊接的情况也是与两块钢板的判定方法一样 电阻点焊强度试验标准断面检查 基准值 备注 当熔核直径四周呈现出如下图所示的双环状时 熔深需要通过检测断面的维氏硬度来判断 测定a b c三个区域的硬度值 如果b区域的硬度值与a区域很接近 熔深按外围线来测定 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准断面检查 c 内部缺陷如果在切开的熔核区域里存在分散的一种或混合的气孔 裂缝和空腔等缺陷 按照缺陷来进行判定 有缺陷区域的总面积为 a 熔核面积为 A 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准断面检查 注 当总的缺陷长度 L 超过焊核直径 D 的25 时 则从熔核直径到外侧15 的范围内 斜线内 不允许有任何的缺陷 参照图示 外观检查 试验方法a 用目测的方法检查外观出现裂纹 飞溅 凹陷等外部缺陷 b 按图5或图6的测量方法来进行压痕的检测 图6的情况下 测量时要注意相对于 T 的厚度不平度 t T t 2就是压痕 其他情况 测量点应尽可能的接近压痕的中心 备注 虽然要求板厚满足此标准的应用范围 但对于板厚比超出此标准应用范围的 设计部门和制造部门可协商制定不同的规定 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准外观检查 判定基准图表中的数值表示检查数量中缺陷的百分比 点焊试片及被检查零件缺陷的百分比在表6数值范围内 为合格 压痕超过A级板厚的10 或0 1mm B级15 或0 2mm C级20 或0 36mm时 属于过度压痕 所有缺陷的百分比不能超出表6的总值 备注 实际运用中将百分比小数点后的数值四舍五入 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准外观检查 试验方法将螺丝刀插入被测零件部位 对于三层钢板焊点 每两块板之间的熔核都要检查 检查完后 恢复板的结合 确认无裂纹 变形等异常现象 判定基准用螺丝刀进行冲击后 检查焊接区域无裂纹发生则可接受 适用和频率该试验项目适用于焊接工序中间检查 与焊接品质有关变化时 初物 的检查 a 在工序中间检查时 可以以实物或试片进行 检查频率按照PQCT表中规定的频率进行 b 设备或治具变更或影响焊接质量变化点 初物 时 至少检查一次 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准螺丝刀检查 螺丝刀检查 这种非破坏检查 可以代替螺丝刀检查 检查方法在非破坏检查机上进行 判定基准确认熔深区域 非破坏检查机的检查数据要于螺丝刀检查的结果相互验证 注 相互验证指断面检查与螺丝刀检查的结果一致 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准非破坏检查 非破坏检查 检查方法指对部件焊接区域破坏 用凿子全破坏 使用简易试片进行扭曲破坏 或采用拉力破坏 对焊接区域被破坏后的焊接直径或熔核直径 进行准确的测定 应用和频率a 工程间检查 焊接部门在工程内自行决定保证合适的频率进行检查 b 在量产准备阶段 各个阶段都要做破坏试验 c 直接影响焊接强度的变化点 包括工艺参数 进行初物检查 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准破坏检查 破坏检查 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准破坏检查 焊接直径和熔核直径 等级B 抗拉强度 焊核直径熔核直径 板厚 判定基准按HESA1018表1中的规格值进行判定 分别有最小值和平均值管理 平均值供参考 钢板厚度选择较薄板的板厚 焊接强度试验标准 电阻点焊强度试验标准破坏检查 2 焊接螺母焊接强度试验标准 焊接强度试验标准 焊接螺母焊接强度检查依据JISB1196和HESB031确定 试验方法如下图所示 在固定有焊接螺母的钢板施加扭矩 而且扭矩的施加方向尽可能在焊接螺母中心线垂直的方向 测量焊接螺母分离时的扭矩 注意 当使用试片测量时 如果螺母未被分离焊接钢板就断裂 使用较厚的板重新进行试验 焊接强度试验标准 焊接螺母焊接强度试验标准剥离扭矩 剥离扭矩 判定基准依据HESB031 03中的螺母的焊接强度为六角螺母的最小基准值 注意 四角焊接螺母也使用此基准值 焊接强度试验标准 焊接螺母焊接强度试验标准剥离扭矩 试验方法将螺母焊接在钢板 与实际状况一致 上 制作样件 按图所示 样件放在支撑面上 将螺栓拧入样件的螺母上 逐渐地在螺栓的头部施加负荷 负荷中心尽量与螺栓中心一致 测量螺母剥离时的负荷 如果剥离负荷在基准值以下时 钢板发生了明显弯曲 应尽量减小支撑内径与螺母头部的间隙 重新进行试验 注 试验使用的螺栓 要具备下述条件 加工精度 按照JISB1180附件 螺纹的等级 6g或者2级强度区分 8 8以上 焊接强度试验标准 剥离压力 焊接螺母焊接强度试验标准剥离压力 判定基准焊接螺母剥离压力基准值 依据JISB1196的公式进行计算 在压力剥离试验时 焊接螺母没有被剥离 但是焊接部已变形 如果实际负荷超过规格值 也可以接受 规格值计算剥离压力 F 按JISB1196的公式计算 T S N LF S N 0 7T 剥离扭矩S 1个焊点根部的断面积N 一个螺母上的焊点数 焊接部的拉伸强度 294N mm2 L 从螺钉的中心到焊点的距离 焊接部的剪切强度 0 7 206N mm2 焊接强度试验标准 焊接螺母焊接强度试验标准剥离压力 F T 0 7L 四角焊接螺母 94061 001 的剥离压力按照前述的公式计算可以求得 如表1所示 焊接强度试验标准 焊接螺母焊接强度试验标准剥离压力 六角焊接螺母 94063 000 的剥离压力按照前述的公式计算可以求得 如表2所示 3 焊接螺栓焊接强度试验方法 焊接强度试验标准 焊接螺栓焊接强度检查依据JISB1195确定 试验方法按照实际的状态选择钢板 制作样件 如图所示 将样件放在支撑面上 在焊接螺栓的头部施加负荷 负荷中心尽量与焊接螺栓中心一致 测量螺栓剥离时的负荷 当负荷在基准值以下时 钢板发生明显的弯曲时 请考虑提高钢板的厚度或进行调质处理 或尽量减小支撑内径与螺栓头部的间隙 重新进行试验 焊接强度试验标准 焊接螺栓焊接强度试验标准剥离压力 剥离压力 焊接强度试验标准 焊接螺栓焊接强度试验标准剥离压力 判定基准在剥离压力时 焊接螺栓没有被剥离 但是焊接部已变形 如果实际负荷超过规格值 也可以接受 规格值计算 剥离压入 F 按下式计算 F S n S 1个焊点根部的断面积n 一个螺栓上的焊点数 焊接部的拉伸强度 294N mm2 焊接强度试验标准 焊接螺栓焊接强度试验标准剥离压力 举例 90101 SX0 0030BOLTWELDINGX MASTREES 1 52 4mm2n 3 294N mm2F S n 1 52 4 3 294 1 56KN 剥离扭矩试验方法把螺栓焊接在钢板 与量产件一致 上 按参考2图1所示固定 尽量在螺栓中心的直角平面上施加旋转力 测量螺栓断裂或者焊接部剥离时的扭矩 当扭矩在参考2表1基准值以下时 焊接部的钢板若被破坏 请使用较厚的钢板 或者钢板进行调质处理 重新进行试验 焊接强度试验标准 焊接螺栓焊接强度试验标准剥离扭矩 剥离扭矩 判定基准在剥离扭矩时 焊接螺栓没有断裂 但是焊接部已变形 如果实际负荷超过规格值 也可以接受 焊接强度试验标准 焊接螺栓焊接强度试验标准剥离扭矩 备注 对于JISB1195的标准螺栓 使用下表规定的剥离扭矩基准值 而对于非标准螺栓 若图纸有对剥离扭矩基准值作出规定 则依据图纸要求 4 气体保护焊焊接强度试验标准 焊接强度试验标准 气体保护焊焊接强度检查依据5135Z SX8 T000确定 检查方法和判定基准1 外观裂纹 焊道处用目测确认有无裂纹 图3 2 脱焊 焊道处用目测确认焊道是否有缺损 图4 3 凹痕 测定各个凹痕的焊接方向长度 图5和图6 焊接强度试验标准 气体保护焊焊接强度试验标准外部质量 外部质量 1 气孔 1 通过X射线检查的方法2 通过断面目测的方法 焊接强度试验标准 内部质量 气体保护焊焊接强度试验标准内部质量 2 内部裂纹 确认断面中是否有裂纹出现 注 在进行断面宏观检查时对断面进行确认 焊接强度试验标准 气体保护焊焊接强度试验标准内部质量 焊接强度试验标准 3 断面宏观检查 在外观方面 焊道的宽度最小部位在与焊接线直接相交的方向切断焊道 在其断面测定脚长 焊缝厚度 熔深 咬边 a 试样的制作 沿焊缝检查稳定的焊道区域 在稳定的焊道区域切割出断面 气体保护焊焊接强度试验标准内部质量