焊接工艺培训教程(焊接控制培训)

焊接工艺/质量控制,目录,电阻焊基础知识介绍焊接设备与工艺分析判断生产中的点焊质量问题,一、电阻焊基础知识介绍,电阻焊的定义：焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。Heat=I2RT热量是由焊接电流和电阻形成的：钢铁的电阻值范围是60到150微欧；电阻焊接钢铁的焊接电流是700018000A焊接时间范围是8到48个周波典型焊接程序：10000安2X0.0001欧X0.24秒(12周波)=2400J电阻焊的种类：点焊，凸焊，缝焊和对焊。目前名爵车身电阻焊只使用点焊和螺母焊。点焊/凸焊的定义：点焊：焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化金属，形成焊点的电阻焊的方法。凸焊：在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊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。,点焊的优点：快速价廉零件匹配容差可靠能焊度层材料相对简单,焊核,点焊的使用范围：厚度从0.6mm到3.5mm的钢板热浸镀锌电镀锌铝材,电阻焊阻值,2、电阻点焊设备点焊焊接循环过程：,点焊机基本构件,控制器变压器电极,控制器,提供信号控制点焊机动作接通和切断焊接电流设定焊接周波时间控制焊接电流至变压器进行故障监控和处理,焊接变压器,阻抗匹配（电阻成分：焊点、无感电缆、导体、变压器）；能产生大量电流（30volts/0.0015ohms=20,000amps）；两个次级线圈；变压比范围从14:1至60:1；次级电压范围从6至30伏；,持续电流控制,焊接电流由次级安培数编程；焊接控制器测量初级安培数；变压器的匝数比必须设定；焊接控制器可以补偿多种变量，包括：线电压波动，次级阻抗变化。焊接控制器能够侦测到次级阻抗的细小变化，并跟踪和通告故障；焊接控制器趋于过渡补偿零件的附着脏物，匹配较差及焊枪的动作不畅等；,电极,向焊接区传递压力；向焊接区传输电流；导散焊件表面及焊接区的部分热量；调节和控制电阻焊加热过程的热平衡等。,向焊接区传递压力,压紧零件；维持焊接电阻：-如果电阻太低，生成热量不够；-如果电阻太高，生成热量过多；建立封闭压力：-当焊接热量形成，在压力下热量扩散至焊接金属。,向焊接区传输电流,最小化电极帽与工件间的接触电阻；保持焊接界面的电流强度。,导散焊件表面及焊接区的部分热量,焊接核心处生成的温度足以熔化铜电极；当焊点形成过大而超出表面，就生成焊接飞溅。,电极材料质量,良好的导电性；良好的传热性；高温硬度与强度；良好的加工性能；高的抗氧化能力，并与被焊材料形成合金的倾向性小。目前汽车企业点焊电极主要采用的是铬锆铜CuCrZr（软化温度550），硬度135HV，电导率43MS/m。,点焊电极结构,电极形状一般要求：维护方便，便于安装及拆卸；不生成热量；常用电极如右图所示，电极的公称直径D根据标准规定其系列为10、13、16、20、25、32、40，对于这些直径D的电极，其最大电极力应符合右表要求的，且当D25mm时，电极尾部锥度为1：10；当D25mm时，锥度为1:5。特殊电极：用于特殊情况下；通常热容量较差；十分昂贵；维护很困难；,焊接工艺参数,几乎有无数种焊接参数的结合方式来达到好的焊点；电流，压力，时间，电极材料，电极端面直径，冷却能力等相互作用，影响着焊接焊点质量；焊件材料本身的影响；,点焊过程的影响因数,点焊分流的影响,点焊过程中感应电阻对焊接电流的影响,点焊熔核偏移,焊件材料的影响,金属材料的板材厚度增加时:最小焊核尺寸增加；焊接压力增加；电极尺寸增加；焊接时间增加；焊接电流增加；镀锌板材增加焊接电流1/3;电极压力约1/3；稍增加或不增加焊接时间；高强度钢增加焊接压力；可能需要增加焊核尺寸；,焊点过程参数对焊接工艺参数的影响,点焊焊点无损检测凿检,凿检焊点选择规则确定检查工位的数量及位置，从而确认该检查工位涉及的焊枪和对应的焊接程序。对于每把焊枪，如果相同板材匹配的同排列焊点，可选取两端和中间的焊点；对于相同焊枪，且相同焊接程序的焊点，可选取接合面焊接要求最高的焊点；此外，可以加入平时检查中缺陷频率较高的焊点，控制风险。下列焊点一般不适于进行凿检：凿子无法达到的焊点车身外表面，平整度要求较高的焊点（包括铜板焊接）厚板焊接（GMT1.4），包括高强度钢（GMT1.1）的焊点对于以上焊点，可以采用目视检查的方法，观察焊点的大小、颜色和压痕等特征，如果必要，还可以制作图示模板进行参照。有条件的话，还可以采用超声波无损检测的方法进行辅助检查。另外，在每次破坏性检查的时候应该重点关注此类焊点。凿检焊点的数量，建议不少于车间焊接焊点总量的30%。,凿检方法,3、螺柱焊机螺柱焊：将金属螺柱或类似的其他金属紧固件（栓，钉等）焊接到工件（例如钣金管道或其他结构）上去的方法。特点：焊接时间短，焊接强度高，焊接能量集中，操作方便，焊接效率高，对母材热损伤小特点。种类：电容放电尖端引燃螺柱焊和拉弧式螺柱焊两类，我们车间的属于短周期拉弧螺柱焊：焊接过程由短路，提升引弧，焊接，落钉和有电顶锻等几个过程组成。,焊接工艺参数,参数：先导电流、先导电弧电压，焊接电流，焊接时间，电弧电压，落钉时间，回程距离,焊接参数的确定：引弧电流：IP=30A；引弧时间：TP=40ms(裸板)，TP=60ms(镀锌板)；焊接电流：Is=螺柱直径X100A；焊接时间：Ts=螺柱直径X5ms；电弧电压：UA=24V4V(裸板)，18V4V(镀锌板)。,螺柱焊无损检测办法,用0.5磅的橡皮榔头在一定的距离，角度和力度范围内敲击螺柱，正反敲击，螺柱不脱落为合格。（示意图如下，图一中距离d在20cm-30cm范围内，角度a大于45度，榔头自由下落，确保敲击力度；图二中角度小于45度，确保敲击方向。）检验结束，检验工件必须修复后方可发交。,短周期拉弧螺柱焊的缺陷和校正方法,三、分析判断生产中的点焊质量问题,公司标准，以下为有缺陷焊点：虚焊：无熔核或熔核直径尺寸小于白车身焊接强度检验控制方法规定的尺寸的焊点；裂纹：沿着焊点周围有裂纹的焊点，周围有裂纹的焊点是不合格的；位置偏离：焊点之间的最大距离超过了产品技术图纸规定间距的30%；压痕过深：非暴露面焊点压痕深度（D）不得超过钢板厚度（T）的50；在暴露面上，焊点压痕深度（S）不得超过钢板厚度（T）的20，成型缺陷都要抛光。扭焊：如果母材扭曲变形超过焊接面30度；变形：如果钢板被拉超过紧靠焊点周围的厚度的两倍，就判定该焊点有缺陷；漏焊；烧穿；边缘焊点；注意：如果一条焊接边不允许有两处或者两处以上的缺陷焊点，缺陷焊点不得连续发生；焊缝末尾的焊点不得有缺陷（发现追溯核查补焊）。,虚焊,无熔核或熔核直径尺寸小于白车身焊接强度检验控制方法规定的尺寸的焊点；焊点熔核直径的计算方法是互成直角时取两个测量值的平均值，其中一个明显是最小值。焊点熔核直径标准取两种厚度组合中的最薄厚度，三层板或三层以上的选择次薄厚度板材要求的熔核直径作为规定的尺寸。,压痕过深,非暴露面焊点压痕深度（D）不得超过钢板厚度（T）的50；在暴露面上，焊点压痕深度（S）不得超过钢板厚度（T）的20，成型缺陷都要抛光。,裂纹扭焊变形,裂纹：沿着焊点周围有裂纹的焊点，周围有裂纹的焊点是不合格的（焊点表面由于电极压下而留下的有限裂纹是合格的）扭焊：如果母材扭曲变形超过焊接面30度；变形：如果钢板被拉超过紧靠焊点周围的厚度的两倍，就判定该焊点有缺陷；,边缘焊点,焊点不得超过任何焊接钢板的边缘,加强认识与学习,目前我们大家要加强对以下缺陷加强认识与辨别：扭焊压痕过深位置偏移边缘焊点裂纹烧穿/气孔/锁孔毛刺飞溅上述缺陷成批出现，要等同于虚焊通知技术/设备平台寻求解决办法。电极异常消耗也应及时通知（原因：参数不合适/冷却不畅通等/电极材料不合适）,焊接工艺/质量控制流程,焊接质量问题,板材之间飞溅；板材表面飞溅（粘电极）；电极墩粗成蘑菇头；焊接强度低；压痕过深；焊穿及裂纹；焊点过度发黑,板材之间飞溅直接原因：预压时间短；焊接压力低；板材附着赃物；配合间隙差；焊点接近板材边缘；焊枪动作滞后；焊接角度不垂直间接原因：焊接电流高；电极对中性差；板材金属特性列举生产中实例并讨论,板材表面飞溅（粘电极）直接原因：预压时间短；焊接时间长；保持时间短；焊接压力低；冷却不通畅；板材附着赃物；配合间隙差；焊枪动作滞后；焊接角度不垂直；电极使用时间过长间接原因：焊接电流高；电极对中性差；板材金属特性列举生产中实例并讨论冷却不通畅：（流量2.5L/min）,电极墩粗成蘑菇头直接原因：焊接时间长；焊接压力低；焊接电流高；电极头部面积小；冷却不通畅；电极使用时间过长间接原因：板材附着赃物；焊枪动作滞后；列举生产中实例并讨论,焊接强度低直接原因：焊接时间短；焊接压力高；焊接电流低；电极头部面积小；电极头部面积大；冷却不通畅；配合间隙差；焊点相邻太近等间接原因：焊点接近板材边缘；板材金属特性；焊接角度不垂直列举生产中实例并讨论电极对中：板材配合间隙：边缘焊点,压痕过深直接原因：焊接时间长；电极使用时间过长间接原因：预压时间短；焊接压力低；焊接电流高；电极头部面积小；冷却不通畅；板材金属特性；焊接角度不垂直等列举生产中实例并讨论焊接角度不垂直,焊穿及内部裂纹直接原因：保持时间短；焊接压力低；板材附着脏物；板材金属特性间接原因：焊接时间长；电极头部面积大；电极使用时间长列举生产中实例并讨论,焊点周边裂纹直接原因：板材金属特性间接原因：保持时间短；焊接压力高；电极头部面积小；电极使用时间长列举生产中实例并讨论,焊接工作5项中心工作,减少焊缝的金属用量