《汽车制造工艺》 课件 3.1汽车车身焊接认知

汽车制造工艺汽车车身焊接汽车车身焊接认知学习目标：知识目标：1.能对焊接进行分类；2.知道电阻点焊、二氧化碳气体保护焊、激光焊的设备及其工作原理；3.知道典型的焊接方式在车身焊接中的应用；4.了解汽车工业焊接的发展趋势。学习目标：能力目标：1.能识别典型焊接设备；2.能比较分析不同焊接的优缺点。学习目标：素质目标：1.能够开展合作学习，培养团队协作精神；2.能借助资料，有效开展学习；3.能够制定计划，完成工作任务。学习目标：思政目标：1.认识到焊接种类的多样性，意识到材料、使用性能要求与焊接工艺之间的复杂关联；2.关注焊接技术的发展与变化。PART-01电阻点焊PART-02二氧化碳气体保护焊PART-03激光焊目录CONTENTSPART-04其他焊接方式PART-05汽车工业焊接发展趋势汽车车身主要由冲压件经焊接、装配形成。车身零件结构多为薄钢板形式，车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，焊接成为现代汽车车身制造中应用最广泛的连接方式。焊接的类型和方法多种多样。目前，车身焊接中应用比较广的是电阻焊和气体保护焊，电阻焊以点焊为主，气体保护焊中二氧化碳气体保护焊最为常用。此外，凸焊、螺柱焊等焊接方法在车身焊接中也有不同程度应用。在先进的汽车车身生产线上，激光焊接应用也在逐步增加。电阻点焊电阻点焊作为一种效率高、经济性好且机械化和自动化程度较高的焊接技术，在汽车工业中得到了广泛的应用。无论是在汽车车身组装中，还是汽车零部件的生产中，电阻点焊工艺都占据了相当重要的位置。1.焊接原理电阻点焊是电阻焊的一种,电阻点焊是对两层或两层以上的金属板材装配成搭接接头，加压并保持一定时间，利用电流流经工件接触表面及邻近区域产生的热量熔化母材金属，形成熔核的焊接方法电阻点焊2.焊接设备根据生产用途不同，电阻点焊生产设备分为悬挂式点焊机、固定式点焊机和机器人点焊设备。悬挂焊机是采用工件不动，焊钳移动的焊接方式，主要用于焊接一般固定式点焊机不能或不便焊接的低碳钢、低合金钢、不锈钢、镀层钢、板材及圆钢。而焊接机器人则采用焊钳和工件都运动的焊接方式，其自动化和劳动强度都得到了很大的改观，所以焊接机器人在现代工业生产中得到了广泛的应用，特别是在汽车生产中应用尤为广泛。电阻点焊电阻点焊3.电阻点焊的特点（1）电阻点焊的优点①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。②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不需要焊丝、焊条等填充金属作焊接材料，焊接成本低。④操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。⑤生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。电阻点焊（2）电阻点焊的缺点①点焊因在两板焊接熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。②设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。③目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件破坏性试验来检查，靠各种监控进行技术保证。电阻点焊4.电阻点焊在车身焊接中的应用电阻点焊是汽车生产中应用最广泛的焊接工艺方法，在目前的车身生产中，焊接生产的80%～90%采用电阻点焊完成。电阻点焊适用于焊接接头气密性要求不高、厚度小于3mm、冲压或轧制的薄板搭接构件。在车身底板、侧围、车架、车顶、车门及车身总成等部分的焊装中，大量采用电阻点焊工艺。二氧化碳气体保护焊1.焊接原理二氧化碳气体保护焊接是熔焊方法中的一种。焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧，焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用，同时CO2气体还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于减少焊缝中的氢，防止气孔等缺陷的产生。二氧化碳气体保护焊2.焊接设备二氧化碳气体保护焊焊机是焊装车间使用较多的设备之一，焊机按结构主要分为三大部分：电源部分、送丝机部分和工作部分。二氧化碳气体保护焊3.焊接特点（1）优点①二氧化碳气体保护焊是一种明弧焊。焊接过程中电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见，便于发现问题与及时调整，故焊接过程与焊缝质量易于控制。②二氧化碳气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝，所以焊接过程没有熔渣，焊后不需要清渣，省去了清渣的辅助工时，降低了焊接成本。③适用范围广，生产效率高，易进行全位置焊及实现机械化和自动化。二氧化碳气体保护焊（2）缺点二氧化碳气体保护焊的不足之处在于：焊接时采用明弧和使用的电流密度大，电弧光辐射较强；其次，不适于在有风的地方或露天施焊；设备较复杂。二氧化碳气体保护焊4.焊接应用二氧化碳气体保护焊具有焊接速度快、熔深大、成本低和易进行空间位置焊接等优点，因此，二氧化碳气体保护焊已广泛用于焊接碳钢和普通低合金钢。主要用于车身骨架和车身总成中点焊不能进行的连接部位的补焊。如车身焊接中遇到一些焊接件的组成结构较为复杂或接头在车身底部等，点焊焊钳无法达到，只能用二氧化碳气体保护焊进行焊接。激光焊激光焊接是利用激光进行加工的制造技术应用的重要方面之一。激光焊接由于其独特的优点，已成功应用于航空航天、汽车制造、电子电工等行业。现阶段，汽车行业中激光焊接主要用于焊接薄壁材料和低速焊接。近年来，国内各大汽车制造公司在车身制造中，优先考虑用激光热加工技术取代传统工艺，并显现出极好的应用前景。激光焊1.焊接原理激光焊接，是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。激光焊2.焊接设备激光焊所用设备由激光器、导光系统和焊接机器人等三大部分以及相关辅助设备所组成。激光焊3.激光焊接特点使用激光焊的优点很明显，焊接速度快（以5～6m/min的焊接速度，焊接1.5m车顶只需十几秒）、焊缝质量好、连接强度高（激光焊焊缝强度是常规电阻定位焊的1.5倍）且具有较高的密封性；其缺点是设备投资成本较高，一台激光焊接设备的成本在几十万到几百万元，甚至更高，远远高于电阻定位焊设备的投资。4.激光焊接应用车身焊接中，普通激光焊主要用于车顶焊接，可以降噪和适应新的车身结构设计。一汽、上汽等汽车生产企业在众多车型上采用了激光技术来焊接车顶和侧围外板。与传统定位焊相比，激光焊焊接质量和效率都大大提高，焊接完毕，无需增加车顶饰条，提高了整车的美观性。激光焊其他焊接方式1.凸焊凸焊是电阻焊的一种，是在焊接件的结合面上预先加工出一个或多个凸点，使其与另一焊接件表面相接触，加压并通电加热，凸点压溃后，使接触点形成焊点的焊接方法。在轿车四门的结构设计中，由于门内板与门框件的连接在窗框内侧的切边尺寸很窄，采用点焊工艺会有很大的困难，经常会造成半点焊、假焊或虚焊，所以在该位置处常采用凸焊技术，很好的解决了因为边缘窄对焊点布置带来的困难，又可以确保焊点表面无焊痕。凸焊具有以下优点：外覆盖件表面几乎看不见焊痕；不损坏表面镀层；焊后不需要后道打磨工序；可满足焊接对边缘尺寸的要求；可达到与电阻焊相同的焊接强度。其他焊接方式其他焊接方式2.螺柱焊螺柱焊是电弧焊方法的一种特殊应用。焊接时，首先在螺柱与工件间引燃电弧，使螺柱端面和相应的工件表面被加热到熔化状态，达到适宜的温度时，将螺柱挤压到熔池中去，使两者融合。一些非承重的车身构件和一些装饰件就是利用焊接螺柱的方法来装配的，如ABS模块、隔热板、部分仪表盘、部分塑料件等。汽车工业焊接发展趋势1.发展自动化柔性生产系统从汽车工业的焊接现状来看，大力发展自动化柔性生产系统是大势所趋。工业机器人集自动化生产和灵活性生产特点于一体，在轿车生产中被大规模使用。在焊接方面，主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人，机器人可操纵各种点焊焊炬，通过切换系统可以更换焊炬，进行各种位置的点焊，焊点质量高且稳定。汽车