车身点焊焊接工艺的关键技术研究毕业论文 (NXPowerLite).doc

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1、车身点焊焊接工艺的关键技术研究摘 要随着我国汽车工业的急速发展，点焊作为焊接技术的重要分支已经成为汽车车身装配的主要连接方法。本文主要阐述了车身点焊工艺的关键技术，论述了车身在不同材料下点焊工艺的关键技术运用。主要以低碳钢板，镀锌板，铝合金、镁合金车身的点焊工艺为范例，介绍车身生产中采用的点焊技术及其在不同材料的情况下选取不同技术的要求。并且对于近几年点焊技术的发展以及新兴的关键技术作了介绍，说明了点焊技术在我国汽车工业领域中的重要地位。关键词： 点焊工艺 汽车工业 电阻点焊 IThe key technology research to the spot welding of car bod

2、yAbstractWith the rapid development of Chinas automobile industry, as an important branch of soldering ,spot welding technology has become the main method of connecting car body assembly.This paper describes the key technologies of the car body welding process, discusses the key technologies used in

3、 the body under the welding process different materials.Mainly in the low-carbon steel, galvanized sheet, aluminum, magnesium alloy body welding process as an example to introduce the body used in the production of welding technology and select a different technique in the case of different material

4、s requirements.And we also introduce the development of key technologies and emerging technologies in recent years,then we can understand spot welding plays an important role of technology in the automotive industry in China.Keywords：spot welding Auto industry Resistance spot welding目 录摘 要IAbstractI

5、I目 录III第一章 绪论11.1 选题的依据和意义11.2 国内外研究现状及发展趋势11.3 本论文研究的内容2第二章 点焊技术的基本认识32.1 基本原理32.2 点焊接头的形成32.3 点焊电极的选择42.4 本章小结4第三章 汽车制造中不同材料的点焊工艺技术研究53.1 低碳钢板点焊工艺53.2镀锌板点焊工艺63.3铝合金车身的点焊工艺8 3.4镁合金车身的点焊工艺.13 3.5本章小结.14第四章 先进的车身点焊焊接工艺144.1机器人点焊工艺144.2胶接点焊工艺154.3中频点焊工艺154.4本章小结16第五章 总结和展望16参考文献（References）17致 谢19附 录2

6、0 III第一章 绪论1.1选题的意义与根据众所周知，在汽车工业里，焊接技术是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的重要作用。汽车的车身大多都是由百余种甚至是数百种的薄板冲压件连接而成，这些薄板的材料大多是具有良好的焊接性能的低碳钢。因而电阻点焊是运用最多的车身焊接方法，占据了车身焊接工作的一半以上。随着环保节能意识的增强，汽车轻量化势在必行，汽车车身在材料上的选择为了符合节能的要求也更加的多元化，铝合金、镁合金都是常用的车身材料。所以在我们日常实际生产过程中，必须要针对车身产品的材质，厚度等情况，采用合适的最佳的点焊工艺，从而满足大批量流水化生产的要求并且保证焊接的质量。当今社

7、会是一个科学技术高速发展的社会，点焊技术也必须顺应潮流，不断向前发展。在近几年出现了不少新型的点焊工艺，促进了我国汽车工业的蓬勃发展。1.2国内外研究现状及发展趋势 焊接是近代发展起来的一种金属加工工艺技术，在汽车制造业已经广泛使用。如今为了符合大环境“节能减重”的要求，汽车厂商在车身结构设计中开始采用轻合金，因此各国都开始对点焊焊接工艺展开新的课题研究。我们熟知的外国知名汽车企业，福特公司的 T 型车，奥迪 A8系列等均采用铝合金车身。针对铝合金的点焊特性，研究TIGMIG焊。法国推广的一体式点焊钳实现了焊接变压器与点焊钳的完美结合。有效的缩短了焊接的二次回路，这样就减少了电能消耗并且降低对

8、供电电源容量的需要，实现节能的目的。目前，国内汽车制造领域专家对新型材料的可焊性作了许多研究，并且取得了一定的成绩。点焊工艺参数值对点焊质量产生十分重要的影响。在实施电焊的过程中，确定最佳的焊接参数值是保证焊点焊接质量的有效途径。因此在这一领域的研究尤为重要。上海交通大学的教授王敏等人进行试验，比对普通低碳钢钢板、镀锌钢板和其他两种不同锌层厚度的镀锌钢板的点焊工艺。得出了结论表明在点焊接头强度以及熔核与通电电流变化的规律上，低碳钢与电镀锌板大致相同，都是以抛物线形式变化，电极压力的增大对飞溅现象的减少没有起到明显的作用。并且镀锌钢板的接头强度随通电时间的变化规律与普通低碳钢板基本相同,都是表现

9、为先明显增加然后逐渐趋于平缓或折有所下降这结果与宝钢研究院的阎启在点焊工艺试验中所得到的结论是一致的。1.3本论文研究的内容汽车工业中，焊接是车身制造中的一个至关重要环节，由于汽车产品的不同型号，不同结构材质，对焊接技术在汽车制造中的要求越来越高。点焊是我国现代汽车工业制造中应用最为广泛的一项工艺。对于车身点焊工艺的关键技术，本文作了相关的研究。本文主要是根据车身不同材质所采用的不同点焊工艺进行了较为详实的阐述，具体内容包括：(1) 首先介绍点焊技术的基本原理，从最基础的电阻点焊开始了解点焊技术。(2) 通过分析不同的车身材质所采用的点焊工艺，对点焊工艺的相关技术进行描述。主要分析低碳钢板、镀

10、锌层钢板、铝合金钢板以及镁合金钢板，这四种材质是目前汽车车身使用的主要材料，对这四种材质的点焊技术分析比较具有概括性。(3) 针对点焊技术的发展，介绍几种新型的点焊工艺，并且对其在汽车工业中的作用地位进行了相关说明。第二章 认识点焊技术2.1电阻点焊技术基本原理把金属零件上需要焊接的部位加热到熔化或塑性状态,同时施以一定压力,把焊件压紧,在热与压力作用下,两种金属上零件的原子结合起来,冷却后便形成焊接接头。这种办法,就是我们常常说的接触焊。紧接着我们需要将焊接的部位进行加热，经验告诉我们金属在通电之后可以发热。其中的原理是由于每一种金属因为其原子结构的不同都具有一定的电阻，当电阻通电之后，金属

11、便开始发热，由于每一种金属的熔点是一定的，所以如果加热时间一定，金属电阻的大小就决定了电流的大小。电阻越大，所需要的电流就越小。电阻就是对焊件进行加热的热源，利用圆锥形平面铜合金电极对两个焊件的个别点通电加热，使焊件在这些个别点焊接起来的方法就是所谓的点焊。2.2点焊接头的形成16熔核中存在的液态金属在电的驱动力下发生强烈的搅拌作用，此时熔核内的金属成分会均匀化，结合界面瞬间消失。当加热停止以后，核心的液态金属以自由能最低的熔核边界半熔化晶粒表面为晶核开始结晶，之后再沿着与散热相反方向不断以枝晶形式向中间延伸。一般熔核生长形式为柱状晶体，它会将合金浓度相对高的成分排至晶叉以及枝晶的前端，直到生

12、长的枝晶开始相互抵住，获得稳固的金属联合，此时接合面消失，的刀客柱状晶生长较充分的焊点。另外，液态熔核周围的高温固态金属，在电极压力的作用下会产生塑性变形和强烈的再结晶，最终形成塑形环。如下图所示，它有利于防止点焊过程中周围气体进入熔核，从而保证熔核中的液态金属不会沿着板缝向外喷溅。2.3点焊的电极选择要求4选择正确的点焊电极，能够有效的实现电极在焊接过程中的作用。电极主要是起到保持电流的密度平衡，保持焊接时的热量平衡已经聚集焊点处的电流。对不同的电极材料所具有的的特性有以下一些区别。2.4本章小结随着科学技术的发展，电阻点焊已然成为焊接工艺中一种重要的焊接技术，由电阻点焊工作的基本原理我们得

13、知在点焊的过程中，焊接电流、电极压力以及焊接时间等因素对电阻点焊有重大影响。并且点焊工艺是一项对准确性要求极高的技术，在点焊电极的选择上必须根据不同的焊件选择不同的电极材料，实现点焊的最佳效果。第三章 汽车制造中不同材料的点焊工艺技术研究3.1低碳钢板点焊工艺13.1.a影响电阻点焊的相关因素4在电阻点焊过程中对焊接区的加热会受到以下四个因素的影响，焊接电流I,焊接时间t，电极压力F,电极端面直径ddj,这四个因素的相互关系如下图所示。很明显这些参数之间有紧密的联系，（1） 从图1可以得出，焊点直径d随着焊接电流I的增加而均匀增大，当增大到一定时出现飞溅。所以我们以开始产生飞溅时的电流作为限制

14、使用的最大电流。（2） 通电时间t对焊点直径的影响同样是焊点直径随着通电时间的增加而均匀增大。（3） 电极压力F对焊点是起到双重作用。首先从热量的观点看，压力越大，电极间的总电阻越小，从而产生的电阻热就越小，因而焊点直径d就越小；再从力的方面看，当压力不足的时候，板间接触不良，接触电阻不稳定，容易导致焊点的变化不定，或增大或减小，并且特别容易产生飞溅。因此得出压力过大焊点的直径反而会相应减小，焊点的强度不足，压力过小，产生的热量虽然很大但是热量极其不稳定，容易导致焊点的增大或者减小，并且容易产生飞溅等弱点。（4） 电极直径ddj与焊点直径的关系是当其他参数不变时，增大电极与板间的面积，焊接电流

15、密度会下降，降温散热的作用加强，焊点直径减小。焊接工艺方法评定的主要内容是在明确的焊接环境要求、零件材料和质量检验方法的前提下，确定最佳的焊接工艺方法和焊接顺序，并选择最合理的焊接电极更换频次、焊接设备参数（输入电源、额定电流、工作电压、额定负载持续率）和焊接工艺参数（焊接电压、焊接电流、焊接时间和电极压力）。电阻点焊主要采用的方式有双面单点焊接、双面双点焊接、单面单点焊接、单面多点焊接、双面多点焊接方式。3.1.b低碳钢板点焊工艺最佳参数值确定焊点的具体焊接参数值是由钢板的厚度和装配状态决定的，不同的钢板装配，厚度以及表面状态，所选取的焊接电流值从800013500A不等，焊接压力从21006000不等，焊接时间值从840周