焊接基础知识培训教材

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1、焊接方法及焊接工艺参数培训教材一、焊接的定义焊接是指通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使焊件达到对结合 的一种方法。被结合的两个物体可以是各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、 塑料等),也可以是一种金属与一种非金属,但是目前工业中应用最广泛的还是金属之间的 结合。二、焊接方法的分类焊接方法的分类及其特点:目前,在工业生产中应用的焊接方法已达百余种。根据它们的焊接过程中的特点可将 其分为熔焊、压焊和钎焊三大类,每大类又可按不同方法细分为若干小类。1、熔焊:将待焊处和母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。按所使用热源的 不同,熔焊可分为以下一些基本方法:电弧焊、气焊、铝

2、热焊、电渣焊、电子束焊和激光 焊。在熔焊时,为了避免焊接区的高温金属与空气相互作用而使其性能恶化,在焊接区要 实施保护。保护的方法通常有造渣、通以保护气和抽真空三种。因此,保护形式常常是区 分熔焊方法的加一种特征。2、压焊:焊接过程中必须对焊件施加压力(加热或不加热),以完成时焊接的方法称 为压焊。根据施加焊接能量的不同,压焊基本方法可分为:电阻焊(包括点焊、缝焊、凸焊、 对焊)、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊和锻焊等。3、钎焊:采用比母材熔点低的金属材料作为钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点, 低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件 的方

3、法称为钎焊。在现代汽车生产过程中主要涉及到的焊接方法包括:手工电弧焊、二氧化碳气体保护 电弧焊、电阻点焊和凸焊及气焊。三、焊接时常用辅料焊接用辅料选用原则见表 1。表 1 焊接用辅料选用原则焊接方法辅料名称牌号及纯度点焊上下电极头铬锆铜等凸焊电极头焊接方法辅料名称牌号及纯度焊接模具和夹具/CO保护焊2焊丝H08M SiA (又称 ER49-1 )等n2CO气体2CO纯度大于99.5%,水分含量低于12g/m32表2(续) 焊接用辅料选用原则焊接方法辅料名称牌号及纯度钨极氩弧焊钨极铈钨极等填充焊丝HS221 等氩气氩气纯度大于99.9%钎焊铜焊丝HS221 等焊剂CB-1气焊剂、CJ301等乙炔

4、、氧气/气焊气焊丝H08A 等乙炔、氧气/四、焊接操作安全守则焊工进行焊接操作时应遵守以下焊接守则1、焊机及控制箱外壳必须可靠接地,并严禁随意碰触机箱内的高压线;2、点焊机使用前必须通水,出水管应流畅,以免烧坏变压器和引燃管;3、操作时应戴防护用具;4、CO气瓶不得在太阳下暴晒或火烤,以免气瓶爆炸;25、焊接工作地附近不应有汽油、木屑、油脂等其它易燃物品;6、氧、乙炔瓶应离开热源并严禁日晒,检查漏气时可用肥皂水,严禁用明火;7、凡与乙炔接触的用具、设备禁止用纯铜制造,只许用含铜量70%的铜合金制造;8、当液态CO瓶内气体压力低于1 MPa时应停止使用;29、当氧气瓶压表读数低于(0.10.2)

5、 MPa;乙炔瓶低压表读数低于(0.010.03) MPa时,应停止使用。第一章 手工电弧焊电弧焊是应用最为广泛、也是最重要的现代焊接方法之一。手工电弧焊是最常用的焊 接方法,它使用的设备简单、操作方便灵活,适用在各种条件下的焊接,特别适用于形状 复杂焊接结构的焊接。因此,虽然手工电弧焊劳动强度大、生产率低,但仍然在国内外焊 接生产中占据着重要位置。一、手工电弧焊的基本原理 手工电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它利用焊条与焊件之间建立起 来的稳定燃烧的电弧,使焊条和焊件熔化,从而获得牢固的焊接接头。焊接过程中,药皮 不断地分解、熔化而生产气体及熔渣,保护焊条端部、电弧、熔池及其附近

6、区域,防止大 气对熔化金属的有害污染。焊条芯也在电强制性热作用下不断熔化,进入熔池,成为焊缝 的填充金属。二、手工电弧焊的特手工电弧焊与其他的熔焊相比有以下的特点:1、操作灵活 手工电弧焊这所以成为应用最广泛的焊接方法,主要是因为它有灵活性。由于手工电 弧焊的设备简单、移动方便、电缆长、焊把轻,因而广泛应用于平焊、立焊、横焊、仰焊 待各种空间位置和对接、搭接、角接、T型接头等各种接头形式的焊接。无论是在车间内, 还是在野外施工现场均可采用。可以说凡是焊条能达到的任何位置的接头,均可以采用手 工电弧焊方法连接。2、待焊接头装配要求低 由于焊接过程由焊工手工控制,可以适时调整电弧位置和运条姿势,修

7、正焊接参数,以保证跟踪接缝和均匀熔透。3、可焊金属材料广 手工电弧焊广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。选配相应的焊条,手工电弧焊也常用于不锈钢、耐热钢、低碳钢等合金结构钢的焊接,还可手于铸铁、铜合金等材料的 焊接,以及耐磨损、耐腐蚀等特殊使用要求的构件进行表面堆焊。4、焊接生产率低 手工电弧焊与其他电弧焊相比,由于其使用的焊接电流小,每焊完一根焊条后要更换焊条,以及因清渣而停止焊接等,故这种焊接方法的熔敷速度慢,焊接生产率低、劳动强 度大。5、焊缝质量依赖性强虽然焊接的力学性能可以通过选择与母材力学性能相当的焊条来保证,但焊缝质量在 很大程度上依赖于焊工的操作技能及现场发挥,甚至焊工的精神

8、状态也会影响焊缝质量。手工电弧焊的工艺一、焊接的接头形式、坡口和焊缝1、接头形式用焊接方法连接的接头称为焊接接头(简称接头)。焊接接头由焊缝,焊合区、热影响 区及其邻边的母材组成,基本方式有:接接头、 十字接头、角接接头、 斜对接接头、锁底接头、搭接接头、端接接头、卷边接头、T型接头具体如下图所示:1、对接接头2、T型接头 3、十字接头4、搭接接头5、角接接头6、端接接头7、斜对接接头8、卷边接头9、锁底接头选择接头形式时,主要根据产品的结构,并综合考虑受力条件、加工成本等因素。例 如,对接接头具有受力均匀、节省金属等特点,故应用最多。但是,对接接头对下料尺寸 和组装的要求比较严格。T型接头焊

9、缝大多数情况下只承受较小的切应力或仅作为联系焊 缝。搭接接头对装配要求不高,也易于装配,但接头承载能力低,一般用在不重要的结构 中。2、坡口坡口是根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工成一定几何形状并经装配后克成 的沟槽。用机械、火焰或电弧等加工坡口的过程称为开坡口。开坡口的目的是为保证电弧 能深入到焊缝根部使其焊透,并获得良好的焊缝成型以便于清渣。对于合金来说,开坡口 还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用。 坡口的形式取决于焊接接头形式、焊件厚度以及对接头质量的要求。对接接头是焊接 结构中最常见的接头方式,根据板厚的不同,对接接头常用的坡口形式有I形、Y形、X形、 带钝边U形等。根据焊

10、件厚度、结构形式及承载情况不同,角接接头和T形接头可分为I形、带钝边V形坡口和K形坡口等。常见坡口简图:1、I形坡口2、Y形坡口3、带钝边V 形坡口4、双Y形坡口5、带钝边单边 V形坡口tail3、焊缝1)焊缝分类:焊缝是反指焊件经焊接后所形成的结合部分。按不同分类方法焊缝可以 分为以下几种形式:按空间位置可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝及仰焊缝四种形式;按结合方式可分为对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三种形式;按焊缝断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝两种形式二、焊接的工艺参数及选择手工电弧焊的焊接工艺参数通常包括:焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、 电源种类和极性、焊接层数等。焊接工艺参数选技的正确

11、与否。直接影响焊缝形状、尺寸 焊接质量和生产率,因此选择合适的焊接工艺参数是焊接生产中的一个重要问题。1、焊条直径焊条直径是指焊芯直径。它是保证焊接质量和效率的重要因素。焊条直径一般根据焊 件厚度不同选择;同时还要考虑接头形式、施焊位置和焊接层数。在一般情况下,焊条直 径与焊件厚度之间关系的参考数见下表:表1:焊条直径与工件厚度之间的关系焊件厚度/mm234-56-1213焊条直径/mm23.23.2-44-54-6在板厚相同的条件下,平焊位置的焊接所选用的焊条直径应比其他位置大一些,立焊、 仰焊和横焊应选择较细的焊条,一般不超过4.0 mm。同时第一层焊缝应选用小直径焊条焊 接,以后各层可以

12、根据焊件厚度选用较大直径的焊条。T形接头、搭接接头都应选用较大 直径的焊条进行焊接。2、焊接电源的种类和极性的选择 用交流电源焊接时,电弧稳定性差。采用直流电源焊接时,电弧稳定、飞溅少,但电 弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差,通常必须采用直流弧焊电源。用小交流焊接 薄板时,也常用直流弧焊电源,因为引弧比较容易、电弧也比较稳定。低氢型焊条采用直流弧焊电源焊接时,一般要用反接,因为反接的电弧比正接稳定。 焊接薄板时,焊接电流小,电弧不稳,因此焊接薄板时,不论用碱性焊条还是用酸性焊条 都选用直流反接。3、焊接电流的选择选择焊接电流时应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊接位置和层数

13、等因素综合考虑。如果电流过小会使电弧不稳,造成未焊透、夹渣以及焊缝成形不良等缺 陷。反之,焊接电流过大易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅,也会使焊接接头 的组织由于过热而发生变化。所以焊接时要选择合理的焊接电流。对于一定直径的灶条有一个合适的焊接电流范围,可参考表2选择表2:焊条接电流与焊条直径之间的关系焊条直径/mm1.62.02.53.24.05.06.0焊接电流/A22-4040-6550-80100-130160-210200-270260-300在相同焊条直径的条件下,平焊时焊接电流可大些,其它位置焊接电流应不些。在相同条件的情况下,碱性焊条使用的焊接电流一般可比酸性焊条小 1

14、0%左右,否则 焊缝中易产生气孔。总之,在保证不焊穿和成形良好的条件下,应尽量采用较大的焊接电流,并适当提高 焊接速度,以提高焊接生产率。4、焊缝层数的选择 在焊件厚度较大时,往往需要进行多层焊接。对于低碳钢和强度较低的低合金钢的多 层焊时,每层焊缝厚度过大时,对焊缝金属的性能有不利影响。因此,对质量要求较高的 焊缝,每层厚度最好不大于4-5 mm。焊缝的层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定,可作如下 近似运算:n=6/d式中:n为焊接层数;6为焊件厚度(mm); d为焊条直径(mm)5、电弧电压和焊接速度的控制 手工电弧焊的电弧电压主要是由电弧长度来决定的:电弧长度越大

15、,电弧电压越高;电弧长度越短,电弧电压越低。在焊接过程中,应尽量使用短弧焊接。焊接过程中,焊接速度应该均匀适当,既要保证焊透又要保证不焊穿,同时还要使焊 缝宽度和余高符合设计要求。三、手工电弧焊的基本操作方法1、引弧 电弧焊时,引燃焊接电弧的过程叫引弧。手工电弧焊通常采用接触引弧法,它是先将 焊条与工件接触形成短路,再拉开焊条引燃电弧的方法。根据操作方法的不同又分为:直 接引弧法和划擦引弧法。直接引弧法是使焊条与焊件表面垂直地接触,当焊条未端与焊件表面轻轻一碰后,便 迅速提起焊条,并保持一定的距离,而将电弧引燃。划擦引弧法与划火才柴有些类似,先将焊条末端对准焊件,然后将焊条在焊件表面划 擦一下

16、,当电弧引燃后立即将焊条未端与被焊件表面距离保持在2-4 mm,电弧就能稳定燃 烧。2、运条焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫做运条。运条包括沿焊条轴线的 送进、沿焊缝轴线方向的纵向移动和横向摆动工三个动作,如图所示。运条的方法有很多,选用时应根据接头的形式、装配间隙、焊缝的空间位置、焊条直 径与性能、焊接电流及焊工技术水平等方面而定。常用的方法及适用范围见下表:常用运条方法及适用范围四焊接中常见问题1、咬边:由于焊接工艺参数选择不当,或操作工艺不正确而沿焊趾的母材金属部位生产的 沟槽或凹陷的现象,即为咬边。2、咬边对焊缝的影响:咬边可使母材金属的有效截面积减小,削弱接头的强度,在

17、咬边 处还会引起应力集中,承载后会产生裂纹。3、烧穿焊接过程中,熔化金属自坡口背面流出,形成穿孔的缺陷称为烧穿。4、焊接时焊瘤的缺陷产生的原因:焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材金属上所形成的金属瘤。气焊时,焊瘤产生的原因是火焰能率太大;焊接速度过慢;焊件装配间隙过大;焊时未丝和焊嘴角度不相等。5、影响焊丝熔化速度的因素:1) 电流的影响:电流增大,熔化焊丝的电阻热和电弧热增加,焊丝熔化速度快。2) 焊丝直径的影响:电流一定时,焊丝直径越细电阻热越大,同时电流密度越大,从而 使得焊丝熔化速度增大。3) 焊丝伸出长度的影响:焊丝伸出长度越长,电阻热越大,通过焊丝传导的热损失减少, 所

18、以焊丝熔化速度越快。4) 焊丝材料的影响:电阻率越大,焊丝熔化速度越快。5) 电弧电压的影响;气体介质及焊丝极性的影响氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护电弧焊(以下简称CO焊)是20世纪50年代发展起来的一种焊接技2术,目前已经发展成为一种重要的焊接方法。之所以如此,主要是因为CO焊比其他电弧焊2方法有更大的适应性、更高的效率、更好的经济性和更容易获得优质的焊接接头。第一节CO焊的特点及应用2一、CO气体保护焊的实质2CO气体保护焊是利用CO作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO气体作为2 2 2保护介质,使电弧及熔池与周围的空气隔离,防止空气中的氧、氮、氢对熔滴和熔池金属 的有害作用,

19、从而获得良好的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊机,形成足够的CO 气体保护层,依靠焊丝与焊件之间的电弧热,进行自动或半自动熔化极气体保护焊焊接。2二、CO气体保护焊的特点21、优点1)焊接生产率高。由于焊接电流密度大,电弧热量利用率较高,以及焊后不需清渣,因此提高了生产率。CO气体保护焊的生产率比手工电弧焊高2-4倍。22)焊接成本低。CO气体来源广,价格便宜,而且电能消耗少,故焊接成本低。23)焊接变形小。由于电弧加热集中,焊接件受热面积小,同时 CO 气体具有冷却作用,2所以焊接变形小,特别适用于薄板焊接。4)焊接质量较高。对铁锈敏感性小,焊缝含氢量小,抗裂性好。5)适用范围广。可实

20、现全方位焊接,并且对于薄板、中薄板甚至厚板都能焊接。6)操作简便。焊后不需清渣,且是明弧便于监控。2、缺点1)飞溅率较大,并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是 CO 焊中较为突出的问题,这是2主要缺点。2)很难用交流电源进行焊接,焊接设备比较复杂。3)抗风能力差,给室外作业带一定困难。4)不能焊接容易氧化的有色金属。CO 焊的缺点可以通过提高技术水平和改进焊接材料和焊接设备来实现,而优点却是其2他焊接方法所不能比的。因此,可以认为 CO 焊是一种高效率、低成本的节能焊接方法。2三、CO焊的应用2CO 焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。对于不锈钢,由于焊缝金属有增碳2现象,影响抗晶间腐蚀性能

21、。所以中能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。此外,co 焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补及电铆焊等方面。目前CO焊已在汽车制造、机2 车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。四、CO焊的气体和焊丝21、CO气体2CO气体是无色、无味和无毒气体。在常温下气体的密度是1.98KG/m3,约是空气的1.52倍。在常温时很稳定,但在高温时发生分解。CO气体有三种形状态:固态、液态和气态。2其转变方式比较特殊,气态的CO气体只有受到压缩时才能变成液态。常压冷却时,CO气22 体将直接变成固态的干冰。固态干冰在温度升高时也能只接转化气态,而不经过液态的转 变。但是,固态的

22、CO不适用于在焊接中使用,因为空气中水分会冷凝在干冰的表面上,使2CO气体中有大量的水分。因此,用于焊接的CO气体为瓶装的液态的CO所产生的CO2气体。2 2 2CO气体纯度不低于99.5%,当液态CO瓶内气体压力低于IMP时,应停止使用 222、焊丝CO焊焊丝既是填充金属又是电极,所以焊丝既要保证一定的化学成分和力学性能又要2保证具有良好的导电性和工艺性能。目前我国常用的CO焊的主要焊丝品种为H08Mn2Si类型,牌号中带有A符号的为优质2焊丝,其杂质S和P的含量限制得比较严格。这类焊丝采取Si. Mn联合脱氧,具有良好的 抗气孔能力。Si和Mn元素也起合金化的作用,使焊缝金属具有较高的力学

23、性能。五、CO焊工艺2在CO焊中,为了获得稳定的焊接过程,熔滴过渡通常有两种形式,即短路过渡和细滴2过渡。其中短路过渡焊接在我国应用最为广泛。1、短路过渡焊接的特点短路过渡时,采用细焊丝、低电压和小电流。熔滴细小而过渡频率高,电弧非常稳定 飞溅小,焊缝成形美观。主要用于薄板焊接和全方位焊接。焊接薄板时,生产率高、变形 小、焊接操作容易掌握,对焊工技术水平要求不高。因而短路过渡的CO焊易于在生产中得2到推广应用。短路过渡的CO焊主要采用细焊丝,一般是eo.6-1.4mm。随着焊丝直径的增大,飞溅2颗粒和飞溅数量都增大,在实际生产中当焊丝直径大于e 1.6mm时,如再采用短路过渡焊 接,飞溅相当严

24、重,所以生产上很少应用。2、短路过渡焊接规范工艺参数的选择短路过渡焊接时,主要的工艺参数有:电弧电压、焊接电流、焊接回路电感、焊接速 度、气体流量以焊丝伸出长度等。1)电弧电压及焊接电流电弧电压是焊接规范中关键的一个参数。它的大小商定了电弧的长短和熔滴的过渡形 式;它对焊缝成形、飞溅、焊接缺陷及焊缝隙的机械性能有很大影响。实现短路过渡的条 件之一就是保持较短的电弧长度。所以就焊接规范而言,短路过渡的一个重要特征就是低 电压。下表为三种不同直径焊丝典型的短路过渡焊接规范:表1 CO气体保护焊焊接工艺规范2板厚,mm焊丝直径,mm焊接电流,A电弧电压,V气体流量,l/min0.90.8801151

25、9237121.08011519231.21.510013019232.02.50.8、1.013016020269152.53.01.0140200242841.218023024285.06.02203002428注:操作者应严格按工艺文件规定参数进行焊接生产,并经常对焊接工艺参数进行自检,如有不符,立即调整。2)焊接回路电感焊接回路电感值应根据焊丝直径和电弧电压来选择。不同直径焊丝的合适电感值见下 表。电感值通常随焊丝直径的增大而增加,并可通过试焊方法来确定,若焊接过程稳定, 飞溅很少,则此电感值是合适的。不同直径焊丝合适的电感值见表2表2不同直径焊丝合适的电感值焊丝直径(mm)0.81

26、.21.6电感值(mH)0.01-0.080.10-0.160.30-0.703)焊接速度焊接速度对焊缝成形、接头的机械性能以及气孔等缺陷的产生都有影响。在一定的焊 接电流和焊接电压条件下,焊速增加,焊缝的熔宽和熔深减小;焊速过快,容易产生咬边 及未熔合等缺陷,且气体保护效果变差,可能出现气孔;但焊速过慢,则焊接生产率降低 焊接变形增大,一般CO焊自动焊的焊接速度在某些方面5-30m/h。24)焊丝伸出长度 焊丝伸出长度取决于焊丝直径,一般约等焊丝直径的10倍,但不超过15 mm。5)CO气体流量细丝小规范焊接时气体流量的范围通常为5-15L/min。中等规范焊接时约为20L/min。粗丝大规

27、范自动焊接时则为25-50L/min。在焊接电流较大,焊接速度较快,焊丝伸长长度较长及在室外作业等情况下,气体流 量在适当加大,以保证气体有足够的挺度,以提高其抗干扰能力。6)电流极性为了减少飞溅,保证焊接电流的稳定性,CO焊应采取直流反接。2总之,CO焊接工艺参数应按细丝焊与粗丝焊,及半自动焊与自动焊的不同形式来确定,2同时要根据焊件的厚度、接头形式和焊缝空间位置等因素,来正确选择适用的焊接工艺参 数。六、CO焊焊应注意的事项21、焊接顺序应根据具体结构条件合理确定,按工艺文件执行。2、CO定位焊缝应有足够的强度,一般定位焊缝的长度和间距见表9。如发现定位焊缝2有夹渣、气孔和裂纹等缺陷,应将

28、缺陷部分除尽后再补焊。定位焊缝的长度和间距关系见表3表3 定位焊缝的长度和间距板厚,mm定位焊缝长度,mm定位焊缝间距,mmV28125070261220702003、立焊时可采用立向下焊,焊接时应注意防止未熔合缺陷的产生。4、保护气体应有足够的流量并保持层流,应及时清除附在导电嘴和喷嘴上的飞溅物 确保良好的保护效果。5、CO焊焊接区域的风速应限制在1.0 m/s以下,否则应采用挡风装置。26、对于重要CO焊缝,应注意防止在引弧处和收弧处产生焊接缺陷。2七、CO气体保护焊质量检验守则21、焊缝表面应平滑,不应有裂纹、烧穿、飞溅等缺陷;2、咬边深度不大于0.5 mm;3、对于轻客车架:不允许出现

29、未焊满、咬边、裂纹、弧坑裂纹、接头不良、焊瘤、未 焊透、表面夹渣、表面气孔等缺陷,根部收缩0.2 + 0.02 5且W0.5 mm。电阻焊电阻焊属压焊范畴,是主要的焊接方法之一。在航空、汽车、锅炉、地铁车辆、自行 车、量具、无线电器件等工业中都得到了广泛应用。一、电阻焊的实质 电阻焊将焊件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生 的电阻热来进行焊接的方法。熔焊是利用外加热源使连接处熔化,凝固结晶而形成焊缝的, 而电阻焊则利用本身的电阻热及大量塑性变形能量,形成结合面的共同晶粒而得到焊点、 焊缝或对接接头。与电弧焊相比,电阻焊有以下显著特征: 1、热效率高:电阻焊是利用外部

30、热源,从外部向焊件传导热能;而电阻焊是一种内部 热源,因此热能损失较少,热效率高。2、焊缝致密:一般电弧焊的焊缝是在常压下凝固结晶的,而电阻焊的焊缝是在外界压 力下结晶,具有锻压的特征,所以容易避免产生缩孔、裂纹等缺陷,能获得致密的焊缝。三、电阻焊的分类 电阻焊的种类很多,可根据所使用的焊接电流波形特征、接头形式和工艺特点进行分 类,具体分类见下表:频为10-500 Hz。在汽车业中电阻焊用到最多的就是点焊,主要包括固定式点焊、悬挂式点焊;其中固 定点焊又包括固定点焊和螺母、螺栓凸焊。四、电阻焊的特点1、电阻焊的优点1)焊接生产率高。2)焊接质量好3)焊接成本低4)劳动条件较好2、电阻焊的缺点

31、1)由于焊接进行的过快,若焊接时某些工艺因素发生波动,对焊接质量的稳定性有影 响时,往往来不及进行调整。2)设备比较复杂。除了需要大功率的供电系统外,还需精度高、刚度较大的机械系统 因而设备成本高。3)焊件的厚度、形状和接头形式受到一定程度的限制。电阻点焊1、电阻点焊分类:电阻点焊:分固定式点焊、悬挂式点焊固定式点焊:包括固定点焊和螺母、螺栓凸焊2、点焊规范参数电阻点焊工艺参数的选择主要取决于金属材料的性质、板厚、结构形式等。它主要包 括焊接电流、焊接时间、电极压力、电极头端面的形状和尺寸。具体的点焊规范参数见表 1;凸焊螺母和凸焊螺栓规范参数见表2:表 1 点焊规范参数板料厚度(mm)焊接电

32、流(A)焊接时间(周)电极头端面尺寸 D (mm)0.9+0.9-1.20.9+1.5-2.01.0+1.01.0+1.2-1.5悬挂式点焊7000-82007000-84007200-84007500-840010-125 +1.501.5+1.5 或 1.0+2.08000-90001.5+0.9+1.07500-85003.2+2.08500-90000.9+0.9-1.29000-120000.9+1.5固定式点焊9000-125007+1.5-11.5+1.510000-12500注1:首先选用最佳规范,在生产中,可根据实际情况,对焊接规范进行调整。注2:对于不同厚度的零件点焊时,规

33、范参数可先按薄件选取,再按板件厚度的平均值通过试片剥 离实验修正。通常选用硬规范:大电流、短时间来改善熔核偏移。注3:多层板焊接,按外层较薄零件厚度选取规范参数,再按板件厚度的平均值通过试片剥离试验 修正。当一台焊机既焊双层板又焊多层板时,优先选用能够兼顾两种情况的规范参数,当不能兼顾时, 多层板焊接可采用二次点焊。注4:对于镀锌板等防锈板的焊接,焊接电流应增大(515) %。注5:电极压力与输入气体的压力及焊钳结构形式等有关。因此,表中电极压力仅供焊钳选型时参 考,生产中只需确认气源压力,不小于0.3 MPa即可。注6:车身外覆盖件要求采用无痕点焊,焊接工艺规范经过工艺验证后纳入工艺文件,特

34、殊情况除 外。注7:1周=0.02秒。表2 凸焊螺母和凸焊螺栓规范参数凸焊板材厚度(mm)参数螺母和螺栓规格焊接电流(A)焊接时间(周)M49500-120004-5M510000-125004-50.9-1.5M6(Q1980616)10500-130005-6M8(Q1980820;Q1980830)12000-145008-10M1012500-150008-10M1213500-1550010-12注:电极压力与输入气体的压力及极臂结构形式等有关。因此,生产中只需确认气源压力,不小于0.3 MPa即可。3、点、凸焊强度的检查3.1 点焊质量检验3.1.1焊点直径d=2 5 +3 (mm

35、), 6为焊件板厚,焊透率为(2080) %,对于不同厚 度板件点焊时,较薄件的焊透率取(1020) %。3.1.2焊点间距e应均匀,允差为e /e W1.5。max min3.1.3 点焊质量应可靠,不允许出现漏焊、假焊及连续开焊,同一条点焊缝上开焊焊 点数应不超过5%且不超过5处,不允许出现连续两点开焊及连续的焊点间隔开焊现象;焊 接强度检验可通过试片剥离试验或用扁铲对焊接工件进行剔试抽验。3.1.4 焊点不允许有裂纹、烧穿、喷溅。3.1.5 焊点外观呈圆形或椭圆形。3.1.6焊点压陷深度h1W0.2 5,个别允许h1=0.5 5,但不允许超过焊点总数的10%。注:点焊强度的检查:检查日早

36、晨开机后焊接产品前,由各工位工人在本工位用与实 际操作相应的工艺参数将与本工位零件同等材料规格及表面状态的试片点焊 2 点,点距 4060mm,将点焊后的试片在点焊撕裂工具上将焊点撕开,撕开后应在某试片上形成孔洞, 其孔洞直径不小于焊点直径的 0.5 倍.出现不合格件时,对焊接设备进行调整至合适工艺参数, 直至试片检查合格后,才允许生产。3.2 凸焊螺母(螺栓)质量检验守则3.2.1 凸焊螺母、凸焊螺栓与冲压件凸焊后压痕深度、挤出高度均不超过板厚的 30%, 且无裂纹、熔渣。3.2.2 凸焊螺母焊接强度的检查可以通过扭力扳手在产品上作剥离扭矩实验来检查;凸 焊螺栓的焊接强度用锤击法来检查。当扭

37、力扳手的扭力值达到或超过对应的规定值,则凸焊 螺母的焊接强度符合要求。表 3 凸焊螺母剥离扭矩参数表规格 参数M4M5M6M8M10M12扭矩(N m)17.824.534.344.158.878.4说明:1、用锤击法检查凸焊螺栓,当凸焊螺栓被锤击掉时,应撕掉母材上的一部分。2、检查结果,若在规定值范围内发生螺母或螺栓脱落,需重新调整工艺参数进行凸焊直至检验合格。3、定期对焊接设备进行检修,并记录点焊和凸焊焊接规范参数,以保证焊接质量的稳定4、规范参数的记录:4.1 对点焊、螺母(螺栓)凸焊规范参数检查记录频次同强度检查规定频次,对于参数中无法直接测定的焊接电流值、焊接时间值,可通过焊接电流测

38、试仪协助工人测定。4.2电极压力值由于无法直接读出或能过专用设备测定,可通过调节焊机工作压力值进 行控制,悬挂点焊机气缸压力值控制在0.44-0.48Mpa,固定点焊机气缸压力值控制在0.2-0.4Mpa范围内即可。4.3在进行薄板点焊时,应保证薄板焊件装配间隙不大于0.8mm,刚性较大冲压件不大于 0.15mm,同时可根据工艺规范要求或按不大于250mm的间距预先进行均布点定焊.5、点焊接头的最小搭边宽度见下图及表5 。最小搭边宽度b=4 5 +8(当6: 5时,按6计算)22其中b一搭边宽度(mm)5 一板厚(mm)表5点焊接头的最小搭边宽度板厚,mm0.50.81.01.21.522.5

39、3456最小搭边宽度,mm1011.61212.8141618202428326、点焊生产过程中应注意的事项6.1按工艺要求装夹工件。6. 2在生产中应注意防止电极侧面或焊钳与工件接触,以免产生分流,降低点焊质量。6. 3点焊焊接时应使固定电极垂直于工件;6.4发现电极漏水,应及时调整;6.5在凸焊螺母时,若下电极定位销磨损严重应及时更换电极;6.6凸焊螺母下电极定位销高度超过螺母者应先修磨定位销,使其低于螺母12 mm, 然后施焊;6.7对不同规格的凸焊螺母应选择相适应的电极,不得混用;6.8焊接时保证工件放置平稳,与定位销配合良好;6.9 电极头使用磨损后,出现凸凹不平、烧损、产生毛刺、中

40、心线错位等缺陷时应按要求及 时进行修整或进行更换电极头,以保证电极端面尺寸和电极的对中性。出现附图(一)所 示的缺陷时,应按附图(二)进行修理。附图(二)附图(一)电极头直径d =5“J 5 单位:mm极 v下述参数适应于悬点焊机,固定点焊机 d 允许适当加粗 30%极板厚(mm)0.50.81.01.21.522.53456电极头直径小极(+)0 544.655.567891011.212.3焊点点距(毫米)40505060注:当52工5时,d极各按被压一侧的板厚5确定。气焊气焊是金属材料加工的主要方法之一。它具有设备简单、操作方便、质量可靠、成本 低、实用性强的特点。因此,在各工业部门中,

41、特别是机械、锅炉、压力容器、管道、造 船及金属结构方面,得到了广泛应用。气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧所释放出的热量作热源进行金属材料的焊接 或切割的。可燃性气体种类很多,有氧气、乙炔气、天燃气和液化石油气。但目前应用是普遍的 是乙炔气,其次是液化石油气。一、气焊丝1、对气焊丝的要求 在气焊的过程中,气焊丝的正确选用十分重要,因为焊缝金属的化学成分和质量在很 大程度上取决于焊丝的化学成分。一般来说,焊接黑色金属和有色金属所用的焊丝的化学 成基本上是与被焊金属化学成分相同,有时为了使焊缝有较好的质量,在焊丝中也加入一 些其它合金元素。一般对气焊丝的要求是:1)焊丝的熔点应等于或略低于被焊金

42、属的熔点。2)焊丝所得的焊缝应有良好的机械性能3)焊丝的化学成分应于焊件相符、无有害杂质,以保证焊缝的机械性能。4)焊丝熔化时应平稳,不应有强烈的飞溅5)焊丝表面应洁净,无油脂、油漆及锈蚀等。2、常用的气焊丝 常用的气焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、 铝及铝合金焊丝。二、气焊工艺气焊是利用气体燃烧火焰作为热源的一种熔化焊方法。1、气焊火焰 常用的的气焊火焰是氧气和乙炔气混合燃烧所形成的火焰,也称为氧乙炔焰。根据氧 和乙炔混合比大小的不同,可得到三种不同性质的火焰,即中性焰、碳化焰和氧化焰。中性焰:氧气和乙炔气混合比为 1.1-1.2 时燃烧所形成的火焰。 碳化

43、焰:氧气和乙炔气混合比小于 1.1 时的火焰,火焰中含有游离碳,具有较强的还 原作用和渗透作用。氧化焰:氧气和乙炔气混合比大于1.2时的火焰,火焰中含有过量的氧,在尖形焰外 面形成一个有氧化性的富氧区。三、焊件的接头形式和焊接准备 气焊可以焊接平、立、横、仰各种空间位置的焊缝。气焊时主要采用对接接头,而角 接接头和卷边接头只有在焊接薄板时使用,很少采用搭接接头,因为这种接头会使焊件焊 后产生较大的变形。对接接头中当钢板厚度大于5 mm时必须开坡口。应该指出,厚焊件只有在不得已的情 况下才采用气焊,一般应采用电弧焊。气焊接必须对焊件表面进行清理,清除油污、锈蚀、水分等以保证焊接接头的质量。四、气

44、焊的工艺参数气焊的工艺参数包括焊丝的牌号及直径、气焊熔剂、火焰的性质、焊炬的倾斜角度、 焊接方向和焊接速度等。1、焊丝的牌号及直径1)焊丝的牌号 焊丝的牌号选择应根据焊件材料和机械性能或化学成分,选择相应性 能或成分的焊丝。2)焊丝的直径 焊丝直径的选用,要根据焊件的厚度来决定,焊接5 mm以下板材时焊 丝直径与焊件厚度相近,一般选用1-3 mm焊丝。若焊丝直径过细,焊接时焊件未熔化而焊丝已很快熔化,容易产生熔缝不良等缺陷; 相反,若焊丝直径过粗,焊丝加热时间增加,使焊件过热就会扩大热影响区,同时导致焊 缝隙未焊透等焊接缺陷。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,一般碳素钢焊

45、接时不需要气焊熔剂。 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。3、火焰的性质 火焰的性质对焊接质量关系很大,应根据不同材料的焊件正确地选择和掌握火焰的成分。当混合气体中的乙炔量过多时,会引起焊缝金属渗碳而使焊缝的硬度和脆性增加,同 时还会产生气孔等缺陷;相反混合气体中的氧气量过多时会引起焊缝金属的氧化而出现脆 性,使焊缝金属的强度降低。4、焊炬的倾斜角度焊炬的倾斜角度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、 导热性及熔点越高,应采用较大焊炬倾斜角度,使火焰的热量集中。在气焊过程中一般焊 丝与焊件表面的倾斜角度为30-40

46、度。5、焊接方向 气焊时,按照焊炬和焊丝移动方向可分为左向焊法和右向焊法。 右向焊法:时炬指向焊缝,焊接过程中自左向右,焊炬在焊丝前面移动。此种方法适 合厚度较大、熔点及导热性较高的焊件。但由于右向焊法不易掌握故一般采用较少。左向焊法:焊炬指向未焊部分,焊接过程自右向左,而且焊炬是跟着焊丝运走。左向 焊法由于火焰指向未焊部分对金属有预热作用,因此焊接薄板时生产率高,同时这种方法 操作简便,容易掌握,是普遍应用的方法,但左向焊法缺点是焊缝易氧化,冷却较快,热 量利用低,故适合于薄板焊接。6、焊接速度 一般情况下,厚度大、熔点高的焊件,焊接速度要慢些,以免产生未熔合缺陷;厚度 小、熔点低的焊件焊接

47、速度要快些,以免烧穿或焊接过热,降低产品质量。另外,焊接速 度还要根据焊工的操作熟练程度、焊缝位置及其它条件来选择。在保证焊焊接质量的前提 下,应尽量加快焊接速度以提高劳动生产率。7、气焊焊接工艺规范见表1。表1 气焊焊接工艺规范焊件厚度,mm焊丝直径,mm焊嘴型号及孔径火焰类别0.8 22.0 4.0H01-61-3#中性焰O /CH为11.22 2 223 0.9 1.1注:为了使铜焊丝表面形成氧化锌保护膜,钎焊时可以使用轻微过氧焰。焊接工装基础知识一、工装技术状态及构造1、术语工艺装备(简称工装):产品制造过程中所使用的各种夹具、模具、专用工具 等。 工装技术状态:指稳定的满足产品加工制

48、造所需要的尺寸精度和技术要求等。2、工装分类:焊接工装按用途可分为以下四类:1) 焊胎、吊具、夹具;2) 样板(钻孔样板、切割样板);3)工位器具;4)检测样架。其中焊胎按加工制造成本的不同又可以分为A B C三类A类工装:指技术状态较为复杂的主要产品总成工装。在现有产品及工艺条件下主要 指车身大装焊台、左/右侧围总成焊台。B类工装:主要指除A类工装以外的用于产品部件分总成加工制造的价值在0.3万元 以上的工装。C类工装:指用于产品零件分装且价值在0.3万元以下的工装。A类模具:指制造成本价值在1万元以上的大型或复杂模具。B类模具:指制造成本价值小于(或等于)1万元的小型或简单模具。3、工装构

49、造:A、平台;B、支撑座;C、气动夹紧器;D、手动夹紧器;E、压头;F、定位销;G、 定位块;H、气路;I、控制气阀;J、行程开关;K、无痕点焊电极板。4、工装定检4.1.1 A、B类工装及A类模具的定检周期为每半年一次;C类工装及B类模具的定 检由使用车间根据使用重要程度来确定是否定检。4.1.2 工艺科工装技术状态管理员根据工装使用单位提报的报废单、停用单、检验单 或验证单,修订完善工艺科和工装使用单位的工装定期检校记录台帐、工装定期检校 规程。4.1.3 A类工装及A类模具的定检准备a. 工装使用单位按要求准备与定检有关的工具、量具、设备、材辅料及人员。b. 工艺科根据工装定期检校规程中

50、的检验项目内容组织车间质检员和工装使用单 位对A类工装及A类模具实施定检,同时组织对定检中的不合格项进行整改,整改后由质 检员出具相应工装生产出的产品总成零件的检测报告。4.1.4 B类工装的定检由工装使用单位依据工装定期检校记录台帐和工装定期 检校规程组织实施检校,并对定检中的不合格项负责整改。4.1.5相关车间质检员参与A、B类工装及A类模具定检,并与车间技术副主任共同负 责工装的定检验收。4.1.6 C类工装和B类模具不要求进行定检,由使用单位作好日常维护管理。4.2 工装维护4.2.1 工装使用单位负责工装及模具的日常保养与维护。所需工装配件提报制造部, 经制造部部长批准后转生产技术准

51、备科准备;所需气动元件配件提报设备能源科准备。4.2.2 因产品设计更改而需对工装进行局部维修改造的,工装使用单位技术质量室可 以依据产品设计更改单或设计图纸组织实施;不能维修改造的工装需提报工装申请单 或模具维修申请单由生产技术准备科安排维修。4.2.3 对工装需进行重大技术维修改造时,工装使用单位提出申请报制造部,经制造 部审批后方可进行改造,改造后的工装经检验或验证合格后才能投入使用。4.2.4 工装维修改造时,工艺科提供技术服务。4.2.5 C类工装和B类模具的维护由工装使用单位进行日常检查和周度月度定期维护 保养,保证其技术状态满足产品质量要求,并作好检查维修调整记录。4.2.6 工

52、装的维护保养除日常检查维护保养外,月度维护保养与月度设备维护保养合 并进行,并作好检查维修调整记录工装的使用与维护1、禁止对工装野蛮操作,不要用锤等工具敲击工装夹头、定位等。2、禁止在工装上放置大量的零部件,以免损坏气路及各气路接头。3、开线前要对工装进行试运行,看各运动部位是否灵活自如,夹头是否可靠有效。4、日常生产中要保持工装表面清洁,无油污、灰尘、焊渣、焊瘤等。5、严禁在焊胎上引弧。6、各运动部位要时常加注适量的润滑油,保证灵活自如。7、各定位、夹紧机构要保证可靠有效,定位、夹紧型面无过渡磨损现象。8、对焊胎上的定位、夹紧机构及其它螺栓联接部位要时常进行紧固,保持无松动现象9、各定位尺寸

53、精度要符合质量要求。10、各夹具夹头与夹板之间间隙要合理,夹具在夹紧后工件与定位块保证无间隙。11、焊胎上的紫铜板要保持无变形、无坑包。点焊形成的黑点要及时进行打磨,防止 出现分流现象降低焊点强度。12、对工装上的限位器、气线、接头等附件要保持完好无损。工装的管理与考核1、工装使用单位技术质量室负责本单位工装技术状态的日常检查和管理。对装焊工 装要保证定位、夹紧可靠有效。定位、夹紧型面无过度磨损或明显松动损坏现象,各运动 环节灵活自如,各气动元件无三漏现象:对模具要保证装模牢固导向装置运动灵活,定位 装置准确可靠,退料装置安全有效,上下刃口要保持锋利,各紧固件应无松动现象;各主 要尺寸精度符合质量要求。2、车间技术质量室负责所有工装技术状态的日常管理与考核。车间工装检校员负责 对工装进行定期或不定期的检查,出现问题应及时解决。3、职工依据产品的日常质量状态对工装技术状态出现的问题要及时解决,自己不能 解决的要及时上报技术质量室;重大问题由相应车间及时上报工艺科。4、对因职工由于日常维护、保养不当或违章操作造成的工装技术状态出现的问题视 情节轻重处以 550 元/项的罚款。5、工装技术状态管理员负责对工装技术状态的定期或不定期检查,纳入每月的工艺 评审中。

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