第五章焊接工艺PPT课件

.,1,汽车车身构造与维修,重庆工程职业技术学院机械工程学院张君维,.,2,主要内容,主要内容：汽车车身概述汽车车身常用材料汽车车身损坏分析、整形变形的测量与矫正焊接工艺汽车车身钣金修复基本知识、基本工艺汽车涂装工艺基础、涂装施工汽车车身涂料的调配与使用汽车车身钣金及附件修复,.,3,主要内容：,第三章汽车车身损坏分析知识目标了解气焊和气割的原理，掌握气焊和气割操作工艺；了解手工电弧焊的原理，掌握手工电弧焊操作工艺；了解熔化极惰性气体保护焊的原理，掌握熔化极惰性气体保护焊操作工艺；了解CO2气体保护焊的原理，掌握CO2气体保护焊的操作工艺；了解电阻点焊的原理，掌握电阻点焊的操作工艺；了解钎焊的原理，掌握钎焊的操作工艺。技能目标了解各种焊接原理及工具使用性能；了解各种焊接操作工艺。,.,4,主要内容：,第五章焊接工艺汽车车身的连接方法有机械连接、焊接和黏接三种。焊接的优点；水密性、气密性好适应性好生产效率高工艺简单成本低减轻车身质量,.,5,第五章焊接工艺焊接是通过对需要连接的工件加热或加压，使其共同融化，并达到永久性接合的一种连接方法，一般分为三大类：熔焊、压力焊、钎焊。熔焊：是将被焊金属在焊接部位加热到融化状态，并向焊接部位加入熔化状态的填充金属（焊条或焊丝），冷凝以后，两块被焊件即形成整体的焊接方法，一般分为气焊、弧焊等方法。,.,6,第五章焊接工艺压力焊：是用电极对金属焊接部位加热使其熔化并施加压力，将其焊接在一起的方法。钎焊：是将熔点低于母材的填充材料加热熔化滴在焊接区域，将工件焊接成一体的焊接方法，如铜焊、锡焊等。,.,7,.,8,.,9,第五章焊接工艺一、气焊和气割气焊与气割是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧所释放出的热量做热源进行金属材料的焊接与切割，是车身焊接修复作业中常用的方法。其优点有：设备简单操作方便质量可靠成本低实用性强,.,10,第五章焊接工艺一、气焊和气割（一）气焊气焊是利用通过点燃乙炔和氧气的混合气产生高温，将焊条和母材金属熔化焊接在一起的方法。1.气焊设备主要包括气瓶、减压器、焊矩及橡胶管。,.,11,.,12,气焊设备的组成,.,13,.,14,焊炬的构造与类型,.,15,2.气焊火焰及其调整气焊火焰一般由外焰、内焰及焰芯构成。气焊火焰是由乙炔与氧气混合燃烧形成的，根据火焰形成时氧气与乙炔的混合比例，可以分为中性焰、碳化焰、氧化焰三种类型。,.,16,.,17,.,18,.,19,.,20,3.气焊工艺参数的选择通常包括焊丝的牌号及直径、气焊熔剂、火焰的性质及能率、焊炬及焊丝的倾斜角度、焊接方向和焊接速度等，这些都是保证焊接质量的主要技术参数。,.,21,1）焊丝的牌号及直径（1）焊丝的牌号应根据焊件材料的力学性能或化学成分进行选择。（2）焊丝的直径选用要根据焊件的厚度来决定。,.,22,2）气焊熔剂气焊熔剂的选择要根据焊件的成分及其性质而定。一般碳素结构钢气焊时不需要气焊熔剂；而不锈钢、耐热钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金气焊时，则必须采用气焊熔剂才能保证焊接质量。,.,23,.,24,.,25,4）焊炬及焊丝的倾斜角度（1）焊炬的倾斜角度焊接时，焊嘴轴线的投影与焊缝重合，同时要控制好焊炬与工作台的倾角。焊炬倾角的大小主要取决于焊件的厚度和母材的熔点以及导热性。若焊件越厚，导热性过强，熔点越高，则应采用较大的焊炬倾斜角，使火焰的热量集中；反之，则采用较小的倾斜角度。,.,26,焊炬倾角与焊件厚度的关系,.,27,（2）焊丝的倾斜角度在气焊过程中，焊丝与焊件表面之间的夹角一般为3040，它与焊炬中心线的角度为90100。,.,28,5）焊接方向（1）右向焊接焊炬指向焊缝，焊接过程自左向右，焊炬在焊丝右侧移动。适合焊接厚度较大、熔点及导热性较高的焊件，但其不易操作，一般很少采用。（2）左向焊接焊炬指向焊件未焊部分，焊接过程自右向左，焊炬随着焊丝移动。其焊缝易氧化，冷却较快，热量利用低，故适宜于薄板的焊接。,.,29,左向焊接与右向焊接,.,30,.,31,4.气焊的基本操作,.,32,焊炬与焊丝运走方法,.,33,5.不同空间位置的气焊操作1）平焊平焊是指焊缝朝上呈水平位置的焊接形式，是气焊中最常用的一种焊接方法。焊接开始时，焊炬与焊件的角度可大些，随着焊接过程的进行，焊炬与焊件的角度可以减小些。焊丝与焊炬的夹角应保持在90左右，焊丝要始终浸在熔池之内，并上下运动与焊件同时熔化，使两者在液态下能均匀地混合形成焊缝。,.,34,平焊操作示意图,.,35,2）立焊在工件的竖直面上进行纵向的焊接，称为立焊。焊接火焰能率应较平焊小些，严格控制熔池温度，焊炬火焰应与焊件成60，以借助火焰气流的压力托住熔池，避免熔池金属下淌。一般情况下，立焊操作时，焊炬不做横向摆动，仅做上下移动，使熔池有冷却的时间，便于控制熔池温度。,.,36,立焊操作示意图,.,37,3）横焊横焊是指在工件的竖直面上进行横向的焊接的方法，其可分为对接横焊及搭接横焊等类型。在进行横焊时，使用较小的火焰能率控制熔池的温度。焊炬应向上倾斜，与焊件间的夹角保持在6075。利用火焰气流的压力托住熔化金属而不使其下淌。焊接薄板时，焊炬一般不做摆动，焊丝要始终浸在熔池中；焊接较厚板时，焊炬可做小环形运动。,.,38,横焊操作示意图,.,39,4）仰焊仰焊是指焊缝位于焊件的下面，需要仰视焊缝进行焊接的操作方法。仰焊时，应使用较小的火焰能率，严格控制熔池温度和面积，选择较细的焊丝。当焊接开坡口及加厚的焊件时，宜采用多层焊。第一层目的在于焊透；第二层主要在于使焊缝两侧熔合良好，形成均匀美观的焊纹。同时，多层焊是仰焊中防止熔池金属下落的有效手段。仰焊时要特别注意操作姿势，防止飞溅金属微粒和熔滴烫伤面部和身体。,.,40,仰焊操作示意图,.,41,6.气焊时的注意事项气焊前，应按要求穿戴工作服、工作帽、手套、鞋、有色眼镜、口罩等防护用品，以防止焊接过程中造成不必要的人身伤害。气焊过程中，若发现熔池突然变大，且没有流动的液体金属时，即表明工件被烧穿，此时应迅速提起火焰或多加焊丝。气焊过程中，若出现熔池不清晰，有气泡、火花飞溅或熔池沸腾等现象，说明火焰性质不对，应及时将火焰调节成为相应的火焰类型，再进行焊接。,.,42,6.气焊时的注意事项气焊过程中，若熔池内液体金属被吹出，说明气体流量过大，应立即进行调节。气焊过程中，应保持熔池大小一致，才能焊出均匀的焊缝。焊接过程中遇到回火时，应迅速将焊炬上的乙炔调节阀关闭，同时关闭氧气调节阀，等回火熄灭后，再打开氧气调节阀，吹除焊炬内的余焰和烟灰，并将焊炬的手柄前部放入水中冷却。,.,43,第五章焊接工艺一、气焊和气割（二）气割气割是利用金属在纯氧气流中能够剧烈燃烧，生成熔渣并放出大量热量的原理而进行的，常用于车身钢板的切断及挖补。,.,44,1.气割过程及条件气割即氧气切割，它利用割炬喷出的氧气与乙炔的混合气燃烧所产生的火焰，将工件待切割处预热到燃点后，从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，同时被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的割缝，将工件割开气割包括：预热，燃烧，吹渣三个过程。,.,45,气割过程示意,.,46,.,47,2.气割的设备,割炬的结构,.,48,3.气割工艺参数的选择气割工艺参数的选择主要包括切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件的倾斜角、割嘴与工件表面之间的距离等。,.,49,1）气割氧压力,.,50,2）气割速度气割速度与割件厚度和使用的割嘴形状有关。割件越厚，气割速度越小；割件越薄，气割速度越大。气割速度过小，会使割缝边缘熔化，割口粗糙不齐；若气割速度过大，则会造成后拖量过大甚至割不穿。所谓后拖量就是气割过程中，切割面上的切割氧流轨迹的始点与终点在水平方向上的距离。,.,51,气割速度对后拖量的影响,.,52,3）预热火焰能率预热火焰的作用是把金属割件加热至燃烧温度，并始终保持这一温度，同时使板材表面上的氧化皮剥离和熔化，便于切割氧射流与金属接触。气割时，预热火焰均采用中性焰或轻微的氧化焰。预热火焰能率与割件厚度有关。割件越厚，火焰能率应越大。,.,53,4）割嘴与割件的倾斜角割嘴与工件的倾斜角会直接影响气割速度和后拖量。当割嘴沿气割相反方向倾斜一定角度（后倾角）时，能使氧化燃烧而产生的熔渣吹向切割线的前缘，这样可充分利用燃烧产生的热量来减少后拖量，从而促使气割速度的增大。进行直线切割时，应充分利用这一特性。割嘴与工件的倾斜角的大小主要根据割件厚度而定。,.,54,.,55,5）割嘴与割件表面之间的距离气割过程中，割嘴与割件表面之间的距离越小，越能提高质量。但是距离过小，预热火焰会将割缝上缘熔化，被剥离的氧化皮会蹦起来堵塞嘴孔造成回烧、回火现象，甚至烧坏割嘴，所以割嘴与割件表面的距离不能太小。选择割嘴与割件表面的距离要依据预热火焰的长度和割件厚度。在通常情况下，两者的距离为35mm。当气割薄板时，火焰可长些，距离可适当加大；当气割厚板时，由于气割速度放慢，火焰应短些，距离应适当减小。,.,56,4.气割操作技术一般包括气割操作顺序、气割操作姿势、气割过程几回火处理等内容。1）气割操作顺序在同一割件上既有直线又有曲线时，则先割直线后割曲线。同一割件上有边缘切割线也有内部切割线时，则先割边缘后割内部。由割线围成的同一图形中既有大块又有小块和孔时，则先割小块，后割大块，再割孔。割圆弧时，先定好圆心，割时应保持圆心不动。,.,57,2）气割操作姿势气割时，要注意操作的姿势。对于初学者，通常采用抱膝法，即双脚成八字形蹲在割件的一旁，脚跟着地蹲稳，右臂靠右膝盖，左臂悬空在两脚中间，以便在切割时移动割炬方便。右手握住割炬手把，并以左手的拇指和食指控制切割氧气阀门。左手的其余手指平稳地托住混合气管。上身不要弯得太低，眼睛应注视割嘴和割线。,.,58,.,59,第五章焊接工艺二、手工电弧焊手工电弧焊是以手工操作的焊条和被焊接工件作为两个电极，利用焊条与焊件之间的电弧热量熔化焊件进行焊接的，又称焊条电弧焊。手工电弧焊不仅可以焊接各种碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铸铁以及部分高合金钢，还能焊接多种有色金属，如铝、铜、镍、及其合金等。,.,60,第五章焊接工艺二、手工电弧焊（一）手工电弧焊的工作原理、设备及工具1.手工电弧焊的工作原理,手工电弧焊的原理1焊件；2焊缝；3熔池；4电弧；5焊条；6焊钳；7焊机；8渣壳；9熔渣；10气体；11熔滴,.,61,2.手工电弧焊的设备及工具主要有焊机、焊钳、电缆、焊条保温筒、面罩和护目镜及焊缝清理用辅助工具。,.,62,交流电焊机的结构与工作原理初级绕组；、次级绕组,.,63,直流弧焊机,弧焊整流器,.,64,.,65,.,66,第五章焊接工艺二、手工电弧焊（二）焊条1.焊条的组成,焊条的结构,.,67,1）焊芯是指被涂层覆盖的金属芯。作用是作为电极传导电流，产生电弧，并且在熔化后作为填充金属与被熔化的母材熔合形成焊缝。2）药皮主要由各种矿石粉、铁合金、有机物（如木粉、淀粉、纤维等）和化工产品（如钛白粉、碳酸钾、水玻璃等）组成。主要作用是利用药皮产生的气体和熔渣隔离空气，形成保护层，以防熔化金属腐蚀；通过熔渣与熔化金属的冶金反应，除去氧、氢、硫、磷等有害杂质，添加有益的合金元素，保证电弧稳定，减少飞溅。,.,68,2.焊条的种类,.,69,3.焊条的选用原则,.,70,第五章焊接工艺二、手工电弧焊（三）手工电弧焊操作工艺主要包括确定焊接接头及坡口形式、焊接工艺参数的选择、焊接操作、不同空间位置的焊接及焊接缺陷分析等内容。1.焊接接头及坡口形式1）焊接接头（1）焊接接头的结构主要由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成。,.,71,焊接接头示意图,.,72,（2）焊接接头的形式主要有对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头、十字接头、端接接头、斜对接接头、卷边接头、套管接头、锁底对接接头等。,焊接接头的基本形式,.,73,2）坡口坡口是根据设计或工艺需要，在焊件待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。利用机械、火焰或电弧等方法加工坡口的过程称为开坡口。,坡口的形式,.,74,2.焊接工艺参数的选择主要包括焊条的型号与直径、焊机种类和极性，焊接电流、焊接层数、焊接速度等。1）焊条型号与直径的选择（1）焊条型号的选择（2）焊条直径的选择2）焊接电流的选择3）焊接层数的选择4）焊接速度的选择,.,75,3.焊接操作1）引弧,引弧方法,.,76,2）运条,手工电弧焊运条方法1沿焊条中心向熔池方向移动；2沿焊接方向移动；3横向摆动,.,77,3）焊缝连接,焊缝连接方式,.,78,.,79,4.不同空间位置的焊接,.,80,5.焊接缺陷分析,.,81,.,82,.,83,第五章焊接工艺三、气体保护焊气体保护焊是利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的一种电弧焊方法，常用有熔化极惰性气体保护焊、二氧化碳气体保护焊等。,.,84,第五章焊接工艺三、气体保护焊（一）熔化极惰性气体保护焊1.熔化极惰性气体保护焊工作原理,熔化极惰性气体保护焊的基本原理1母材；2保护气体；3电弧；4焊炬喷嘴；5焊丝；6送丝滚轴；7焊丝卷轴；8保护气瓶；9焊机,.,85,2.熔化极惰性气体保护焊的设备,.,86,2.熔化极惰性气体保护焊焊接参数的选择1）焊接电流与电弧电压焊接电流的大小主要根据焊件的厚度和焊丝直径进行选择。电弧电压选择的合适与否可根据起弧后的工作状态进行判断。2）导电嘴到母材的距离焊炬导电嘴与母材焊接表面之间的距离是影响焊接质量的重要因素之一，一般规定为616mm。,.,87,导电嘴到母材的距离,.,88,3）焊接速度焊接速度过大，将会导致熔深、熔宽变小，焊缝呈尖形并且容易发生咬边现象；而焊接速度过小则会造成焊件烧穿。正确的焊接速度由焊件板厚及电压所决定。4）焊接方法和焊炬角度熔化极惰性气体保护焊有两种焊接方法，即前倾焊法（推式）和后倾焊法（拉式）。逆向焊接的熔深较大，并会产生大量的熔敷金属；正向焊接熔深较小且焊缝较平。无论采用何种焊接方法，都应使焊炬的倾角在1030范围内。,.,89,焊接方法及焊炬倾角,.,90,5）保护气体的流量如果气体的流量太大，将会形成涡流而降低保护的效果。如果流出的气体太少，保护的效果也会降低。应根据喷嘴和母材之间的距离、焊接电流、焊接速度以及焊接环境来调整保护气体的流量。一般常选择流量为0.7m3/h的保护气体进行焊接。,.,91,6）送丝速度可通过观察来判断送丝速度是否合适。若随着电弧的缩短，稳定的反光亮度开始减弱，此时送丝速度合适。如果送丝速度过小，随着焊丝在熔池内熔化并熔敷在焊接部位，将可听到“嘶嘶”声或“啪哒”声，