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1、第七章汽車車身與典型零部件的焊接工藝7.1汽車車身鋼板點焊工藝要點1.普通碳鋼板點焊的主要工藝參數(shù)按我國汽車車身廠目前的設(shè)備構(gòu)成看,焊裝設(shè)備90%以上山國外進(jìn)口。國內(nèi)的規(guī)模性生產(chǎn)的汽車車身廠中,白車身另部件點焊工位的焊裝設(shè)備,包括點焊機(jī)器人工裝、焊接電源等一般是曲工廠設(shè)計部門設(shè)計(多數(shù)情況是借鑒)、工廠設(shè)備部門國內(nèi)外采購焊裝設(shè)備;對中外合資的汽車公司來說,更是整條車身焊裝線的全套引進(jìn)。這樣一?來,汽車車身焊裝線就不僅僅是焊裝硬件設(shè)備的引進(jìn),還包括與之配套的焊裝工藝的引進(jìn)。為使焊裝設(shè)備生產(chǎn)出高質(zhì)量的白車身,用好設(shè)備、并充分掌握工藝,
2、特別是汽車車身鋼板點焊工藝及工藝參數(shù)與白車身焊裝質(zhì)杲間的關(guān)系,仍是焊接技術(shù)人員必修技能。汽車車身用碳素鋼板,一般屬于可焊性良好的低碳鋼板。只要給定的點焊(圖7-1)焊接工藝參數(shù)保持穩(wěn)定,工件的點焊焊點可保持良好的外觀質(zhì)量(一般用電極壓痕的深度和直徑來定性衣示),與內(nèi)在焊接質(zhì)量(一般用熔核(圖7-2、3)直徑、熔核相對于工件中心線的居中狀況、金相組織、焊點接頭的機(jī)械性能等)。點焊工藝的主要工藝參數(shù)有:焊接電流/(A)、焊接電流通電的周波數(shù)(C-Cycle).電極壓力F(N)、電極圧力保持時間(英文名為HoldTime)(Cycle)
3、3以上點焊工藝參數(shù),-?圖7-2兩層鋼板點焊熔核(NUGGFT)般都反映在完成一個焊點的焊接所要求的點圖7-1點焊工藝基本條件焊程序循環(huán)曲線屮,見圖7-4;2?點焊的電極點焊的電極是汽車車身焊裝線上的用量最大、對汽車白車身焊裝質(zhì)量的影響也很人的易損件°下而,從電極的使用角度,簡述汽車車身點焊電極的應(yīng)用技術(shù)要點:(1)電極端頭的類型與使用特點1)平截頭錐型(TruncatedCone)(圖7-5(a))這是點焊時瑕簾用類型,主要使用特點是焊點的壓痕深度適當(dāng),電極的再修磨簡單。主要缺點是由于端面棱角處很快變鈍,端面與工件的接觸面是變化
4、的,這就容易引起焊點焊接規(guī)范的變化,從而使焊點質(zhì)量不夠穩(wěn)定;2)弧面截頭錐型(ArcTopTruncatedCone)(圖7-5(c))弧而截頭錐型是針對平截頭錐型的缺點而改進(jìn)的電極端頭型式。缺點是電極手工再修磨不容易達(dá)到制造商供貨水平;3)球而型(Spherical)(圖7-5(b))主要使用特點是壓痕較深、但因此而能保持點焊接規(guī)范的穩(wěn)定,適于較厚鋼板的點焊;在汽車車身焊裝線上,點焊工位的丄下電極總數(shù)量達(dá)4000-5000只是很平常的事,可想而知,合理選擇點焊電極端頭的類型與電極材料本身質(zhì)量,是與焊接質(zhì)量有重要關(guān)系的點焊工藝問題
5、。但質(zhì)量再好的電極,經(jīng)過多則幾千點、少則幾百點的使用后都要磨損(圖7-6),為此,對一些大型汽車車身制造廠,都設(shè)有點焊電極備件供應(yīng)部門。這些供電極應(yīng)部門的主要任務(wù)并非是采購批量電極、1佃是用專門的電極修復(fù)設(shè)備修復(fù)從焊接線丄退下的磨損電極。圖7-6電極端面的磨損(2)電極的材料電極端部既要將上萬安培的電流傳遞給工件、又要承受壓力,電極端部工作在高溫承載的狀態(tài)。一般要求它高溫(400-500°C)時,在保持良好導(dǎo)電性的同吋、又具有一定高溫硬度。電極般用銅合金材料制成,G(珞)、乙(錯)是電極銅合金的主要高溫.硬化合金元素。1伯電極的高
6、溫硬度曲線(圖7-7)和軟化起點溫度曲線(圖7-8)是衡杲電極質(zhì)量好壞的兩項關(guān)鍵指標(biāo),做為電極的用戶應(yīng)要求制造商提供該曲線。圖7-8鍍鋅鋼板車身的點焊Temperaturein°C(3)鍍鋅(Zinc)鋼板點焊用電極與點焊工藝要點近年來,鍍層碳鋼板,特別是鍍鋅圖7-7電極的高溫破度曲線圖7-8電極的軟化起點溫度Hll線鋼板在汽車車身與部裝件中有較多應(yīng)用(圖7-8)。與無鍍層碳鋼板點焊相比,鍍鋅鋼板點焊主要有兩點不同:一是在通電加熱時,山于鋅的熔點低(約420°C),工件間的鋅層先于鋼板熔化,在壓力的作用下將隨之排擠出焊接區(qū)域,形成
7、一個鋅的圓環(huán),并將焊核包在其中。山于“鋅環(huán)”的分流作用,因而需要更大的焊接電流,以及適當(dāng)增大的電極壓力和焊接通電時間;二是通電時,熔化的鋅與電極會相互作用,在電極衣面形成一合金層,同時一?些氧化鋅也會粘附在電極上,結(jié)果急劇降低了電極的使用壽命,并使焊點焊接質(zhì)量惡化;鍍鋅鋼板焊接研究的結(jié)論是:點焊鍍層碳鋼板,除要提高電流Z外,如采用上升斜率電流的加熱方式(圖7-9)可提高30%的電極壽命,上升周波為4一6。采用上升斜率電流的加熱方式時,在電流達(dá)到垠大值前,鍍層金屬就開始熔化并被排開,使得電極能夠直接與焊接金屬相接觸,這樣就減輕了電極
8、與鋅間的合金化,也減小了電極與工件間的發(fā)熱,故可改善電極壽命。而鍍鋅鋼板的點焊用電極,從衣面上看與一般無鍍層碳鋼板點焊電極沒有區(qū)別,但其使用性能與壽命,不間廠商品牌的電極表現(xiàn)有很大區(qū)別。好性能的電極制造技術(shù)往往是電極制造商的核心機(jī)密。例如國外的知名