《汽车制造工艺技术》 教案 模块七 汽车焊接工艺方法与设备.docx

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1、状电极.会合的工件在阴盘间受压通电，并的圆盘的转动而送进，形成连续焊鼓.健库适宜于焯接厚度在3mm以下的薄板搭接.主要应用于生产密封性容器和湃道等.(3)对焊：根据焊接工艺过程不同，对焊UJ分为电阻对煤和闪光时焊。I)电阻对焊焊接过程是先施加JM锻压力(10-15MPa),使工件接头紧密接触,通电加热至物性状态.然后施加顶帽压力(30-50MPa).同时断电,使焊件接触处在压力下产生塑性变形而焊合.电阻对焊操作的便，接头外形光滑，但对烟件珀面加工和清理要求较高，否则会造成接触面加热不均匀，产生氧化物夹杂、焊不透等缺陷，影响焊接质中。因此，电阻时煤一般只用于焊接且径小于20mm、截面简单和受力不

2、大的工件，2)闪光对焊焊接过程是先通电，再使两焊件轻微接触.由于焊件衣IftiW.使接触点通过的电流密度做大,金属迅速焙化、气化、爆破飞激出火花,造成闪光现象.维埃移动焊件,产生新的接触点,闪光现象不断发生，待两焊件端面全部熔化时，迅速加压,随即断电井绑续加压，使焊件焊合。由于电阻焊中的缝理和对婢在车身焊接中用得较少，凸焊实际上只是焊接接头的形式与点焊不太一致,其焊.接原埋和所用的焊接设备与点焊均没有本质的差异，因此点焊是电阻饵最典型的代表.点煌有单点焯、多点煌、单面点短和双面点灯等多种.由于点焊具有生产率高、饵接质成好、焊接成本低、工作条件好,易于实现自动化生产等诸多优点,因此在车身焊接中被

3、广泛应用，当然，点焊也有其自身的缺点，如时焊接参数波动比较敏整、焊接砥城不便于无损检测等，为此霰严格控制理接卷数，且应定期抽取一定数量的焊接件进行破坏性检测.点焊常用于车身冲压件的搭接煌,凸焊常用于摞母的灯接.二电阻焊的焊接原理1 .电阻库的工作原理电阻焊是当电流通过导体时，由于电阻产生热J.当电液不变时，电阻愈大,产生的热量愈多.当两块金屈相接触时,接触处的电阻远远超过金陋内部的电阻.因此,如“大量电流通过接触处,则其附近的金属符很快地烧到红热并获得高的也性,这时如施加压力，两块金属即会联接成一体。2 .电阻焊的热过程点煌时，对焊件的加热是利用电流直接通过焊件内部及饵件间接触电阻产生的热量来

4、实现.热量的大小是根楙焦耳榔次定律来确定的,因此电阳焊的发热量应符合焦耳榜次定律。其关系式为Q=O24/%式中Q一所产生的热Jit（J）：I一两电极之间的电流A）：R两电报之间的电阻（）：I一通电时间（三）o采用不同的电阻焊方法,两电极间电阻（R）是不同的.如点焊时，两电极电阻（R）是由律件内部电阻（2Rn）、焊件接触处的接触电阻（Rz）以及电极和焊件间的电阻（2Rj所组成,如图4-5所示.其电热关系式为:。=024（2号+&+2%）/3 .接触电阻（D接触电阻的形成两焊件接触面上存在定的电阻称为接触电阻.当电流通过两焊件接触面时由于接触而实际上不是绝对平的.两煌件只能在若干点上相接触.这样电

5、流通过接触面时就收缩，集中于这些点通过,这足一种微观的集中.由此而造成的附加电阻足形成接触电阻的主要部分，如图46所示.同时接触面上存在的氧化膜、油膜和脏物等阻碍，以及焊件去面吸附的气体，也会引起接触电阻，当两焊件通过一定电流时,接触面上首先被加热到较高温度,因而较早达到焊接温度.所以电阻号是通过焊件接触面上产生的电阻热作为主要热球（2）影响接触电阻大小的因索接触电阻的大小与电极压力、材料性质、理件表面状况以及温度有关.任何能酩增大实际接触面枳的因索都会减少接时电阻.随着电极左力的增大,煌件表面的凸出点被欢平,氧化膜也会被破坏，接触面枳随之增加，接触电皿就诚小。焊件去面存在的氧化物、脏物越多，

6、尤其是存在导电性很低的氧化物时，接触电阻越显著增加，在焊接过程中，Wl着焊件谓度的上升，材料强度逐渐下降.压力4造成更大的接触向枳.同时焊件表面上阻碍导电的物质也易被挤走,所以的着温度的上升,接触电阻将急剧下降.4 .焊点的形成过程焊点形成有三个阶段：（1）预压阶段。为避免接触电阻过大而使焊件烧穿或将电极工作表面烧坏，一定要在焊件受到预压作用后方可通电.（2）焊接通电加热阶段.预压阶段结束后，开始通电加热，在压力的作用下该处金咐发生性变形,晶粒破碎,在高温下破碎的晶粒强烈地进行再结晶使煌件通过相互结晶形成共同晶粒，即完成塑性状态下的焊接。随苻温度开而，型性状态区城向四周扩展，中心部分开始出现焙

7、化区，由于熔化区域被环状的阴性焊接区域（即所谓的塑性环）所包用（图4-7，因此熔化的金属不致于在压力作用下被挤出而造成飞溅，以后熔化区和电性环均应不断犷大，但型性环始终包围着熔化区，使加热过程正常进行（3）锻压（维持）阶段当切断烟接电流后，电极绑续时焊点进行挤压的工序称为锻压.加热结束后，因为焊核周附冷却条件好，故首先凝固，这使包树焙化区冏圈的金就外壳的刚性得到黑强，中心部分凝固收缩时遇到更大的阻力。在断电后维续施加压力，可以克眼凝固阻力，防止绳孔、裂纹的产生，形成机械性能高的焊点.三、电阻焊技术参数1.焊接电流的影响从公式可见，电流对产热的影响比电阻和时间两者都大.因此,在点煌过程中,它是一

8、个必须严格捽制的参数.引起电流变化的主要原因是电因电压波动和交流饵机次级回路阻抗变化.阻抗变化是因回路的几何形状变化或因在次纵回路中引入了不同埴的磁性金属.对于直流焊机，次娘回路阻抗变化，对电流无明显膨响。除焊接电流总业外，电流密度也触加热有显著影响。通过已炸成煤点的分流，以及增大电极接触面积或凸焊时的凸点尺寸，都会降低电流密度和焊热接热,从而使接头强度显著下降.2 .焊接时间的影响为了保证焰核尺寸和焊点强度,焊接时间与烯接电流在一定范困内Ur以互为补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称强规范），也可以采用小电流和长时间（弱条件，又称弱规范.选用强条件还是期条件,则

9、取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率.但对于不同性能和厚度的金属所褥的电漉和时间，都仍有一个上、下限.超过此限,将无法形成合格的熔核。3 .电板压力的影响电极压力时两电极间总电阳R有显著影响，随着电极压力的增大.R显再减小。此时焊接电流虽珞有增大，但不能影响因R减小而引起的产热的减少”因此,焊点强度总是1籽电板压力的增大而降低,在增大电极压力的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊点强废不变.采用这种焊接条件有利于提高炸点强度的稳定性.电极压力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低.4 .电极股状及材料性能的影响由于电极的接触面枳决定者电流密Ift,电极材料的电阻率

10、和导热性关系将热瓜的产生和散失，因而电极的形状和材料而培核的形成。显著影响.Wl着电极端头的变形和磨损，接触面积将增大,焊点强健物降低.5 .工件表加状况的影响工件表面上的氧化初、污垢、油和其他杂质地大了接触电阻。过期的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞澈和表面烧损，氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致,引起焊接质状的波动.闪此，彻底清理工件发面是保证扶得优质接头的必要条件.四、电阻焊特点I：电阻焊是利用理件内部产生的电阻热，由裔温区向低温区传导，加热及融化金M,实现焊接的.它展于内部分布能源.2：电阻灯的焯Si是在出力下数因或集合结晶.属于出焊范

11、晒.具有锻乐特征.3：由于焊接热量集中,加热时间短,所以热影峋区小,焊接变形与应力也较小。所以，通常焊后不需要校正及热处理，4：通常不需要焊、焊丝、焊剂、保护气体等焊接材料，焊接成本低,5：电阻焊的熔核始终被固体金属包围,融化金M与空气隔绝，焊接治金过程比较简单.6：操作简单.易于实现机械化与自动化,劳动条件较好.7：生产率高，可与其它工序一起安排在组装焊接生产线上.但是内光焊因有火花啮溅，尚需隔离，8；由于电阻屏设备功率大，机械化、自动化程度较高，使得设备的一次投资大，维修困难.而旦常用的大功率唯项交流焊机不利于电网的正常运行.9：点、健焊的搭接接头不仅增加构件的防St而且使接头的抗拉强度及

12、疲劳强度降低，10：电阻饵殖量，目前还缺乏可挑的无损桧测方法,只能推工艺试样、俄坏性试缝来检,以及席各种监控技术来保证。五、电阻焊常见故障分析【提问】1 .电阻律的定义、分类？2 .电阻界的工作原理？【布置作业】1 .电阻焊焊点形成三个阶段？2 .电阻焊质量影响因素？常见故障分析？【总结】授课方案授课教师课程名称汽车制造工艺技术I单元16授课时间年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节任务二电阻点焊教学目标知识目标：挈握电阻点焊的定义和主要参数选择,了解电阻点焊的焊接循环过程能力目标：能正确使用汽车电阻点焊设缶素质目标：培养学生爱动肺、善于杳资料的素顺点点重难或点：

13、电阻点焊主要参数选择和循环过程难点：电阻点焯设备敕学地点普通教室口一体化教室EI多媒体教室回实训室口实验室口企业现场口其他教学方法及手段常规教学口启发式教学J现场教学口案例教学口问题教学/项目教学J多媒体教学口演示教学口其他教学过程设计一、复习二、导入三、mu四、提问五、布作业六、总结.教学后记教案用纸No授课内容任务二电阻点焊【复习】1 .电阻焊的概含、分类？2 .电阻焊的工作俅理？【导入】汽车车身电阻点焊的应用和结构如下图：【讲授新课】一、电阻点焊的定义点焊是将被理工件压紧于两电极之间,并通以电流,利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加I热到熔化状态.使之形成佥树结合的一种方法

14、.点焊的接头形式是搭接.点炸时符炜件质紧在两圆柱形电极间,并通以很大的电流,利用两焊件接触电阻较大.产生的热量大.迅速将焊件接触处加热到焙化状态，形成液态熔池（焊核），当液态金属达到一定数求后断电，在压力的作用下，冷却凝固形成熠核，如图48所示，点焊主要用于带蒙皮的骨架结构，例如汽车驾驶室、客车即体和飞机翼尖贝舫等.f,tt2点俾示意图.1.点焊的电极点焊时，常用的电极材料有纯铜电极、镉行铜电极和格青的电极.（1）纯铜电极.纯铜具有良好的导电性和导热性，但曲干硬度和嫉眼强度较低，因此寿命很短.统铜电极适用于工作加不大的轻合金焊件的焊接。（2）锚青铜电极,锦有钢具有较好的力学性能和导电性（为纯钢

15、的90%）,常用来制造焊接黑色金JW的电极和有色金属电极.（3）恬青铜电极格青铜电极具有相当高的硬度并有良好的导电性和较好的抗领化能力.它的使用寿命长,因此被广泛用于耐热蝌和不锈钢的焊接。2.点焊的接头形式点焊时工件采用的接头形式如图49所示，分为单剪搭接、双剪搭接、带垫片对接以及弯边搭接等几种，其中单剪搭接接头应用蚣广.二、电阻点焊的特点1）电阻点焊的优点（1）熔核形成时始终被黑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冷佥过程简雎.（2）加热时间短，热疑集中，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、焊条等燃充金属作焊接材料,焊接成本低。（4）操作简第,易于实现机械化和自动化,改善了劳动条件。（5生产率高，且无噪泮及有古气体，在大批也生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上.2）电阻点焊的决点（1）点灯因在两板焊接熔核周用形成夹角,致使接头的抗拉强度和疲劳龙度均较低，（2）设备功率大，机帔化、自动化程度较高，使谀备成本较高、雄修较困难,并且常用的大功率单相交流焯机不利于电网