汽車制造焊接新技術(shù)應(yīng)用與總體發(fā)展趨勢(shì)ppt課件

1、汽車制造焊接新技術(shù)運(yùn)用與總體開展趨勢(shì)主講 李保生 汽車制造焊接新技術(shù)運(yùn)用與總體開展趨勢(shì) 汽車制造焊接新技術(shù)運(yùn)用與總體開展趨勢(shì)焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的運(yùn)用。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術(shù)的運(yùn)用。本文詳細(xì)引見了汽車制造中焊接新技術(shù)的運(yùn)用情況與總體開展趨勢(shì)。 焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的運(yùn)用。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術(shù)的運(yùn)用。在汽車零部件的制造中，點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、滾凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體維護(hù)焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊

2、等各種焊接方法中，由于點(diǎn)焊、氣體維護(hù)焊、釬焊具有消費(fèi)量大，自動(dòng)化程度高，高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點(diǎn)，所以對(duì)汽車車身薄板覆蓋零部件特別適宜，因此，在汽車消費(fèi)中運(yùn)用最多。在投資費(fèi)用中點(diǎn)焊約占75%，其他焊接方法只占25%。 隨著汽車工業(yè)的開展，汽車車身焊裝消費(fèi)線也在逐漸向全自動(dòng)化方向開展，為了趕上國際程度，在提高產(chǎn)量的同時(shí)，要求努力提高汽車制造質(zhì)量。眾所周知，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的前提是零部件的制造精度要很高，希望焊接變形最小，焊接部位外觀要清新，故要求焊接技術(shù)越來越高。我國面臨參與WTO的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，焊接方面新技術(shù)的推行運(yùn)用對(duì)汽車工業(yè)的品牌提升有著極其重要的作用。 。一、汽車工業(yè)所用的焊接方法及

3、零部件的運(yùn)用情況 汽車制造業(yè)是焊接運(yùn)用面最廣的行業(yè)之一，所用的焊接方法也種類繁多，其運(yùn)用情況如下： 1.電阻焊 1點(diǎn)焊 主要用于車身總成、地板、車門、側(cè)圍、后圍、前橋和小零部件等。2多點(diǎn)焊 用于車身底板、載貨車車廂、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋等。 3凸焊及滾凸焊 用于車身零部件、減震器閥桿、制動(dòng)蹄、螺釘、螺帽和小支架等。4縫焊 用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機(jī)油盤等。5對(duì)焊 用于鋼圈、排進(jìn)氣閥桿、刀具等。 2.電弧焊1CO2維護(hù)焊 用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動(dòng)軸、液壓缸和千斤頂?shù)鹊暮附印?2氬弧焊 用于機(jī)油盤、鋁合金零部件的焊接和補(bǔ)焊。 3焊條電弧焊 用于

4、厚板零部件如支架、備胎架、車架等。 4埋弧焊 用于半橋套管、法蘭、天然氣汽車的壓力容器等。 3.特種焊 1摩擦焊 用于汽車閥桿、后橋、半軸、轉(zhuǎn)向桿和隨車工具等。 2電子束焊 用于齒輪、后橋等。 3激光焊割 用于車身底板、齒輪、零件下料及修邊等。4.氧乙炔焊 用于車身總成的補(bǔ)焊。5.釬焊 用于散熱器、銅和鋼件、硬質(zhì)合金的焊接。二、汽車工業(yè)中焊接新技術(shù)的運(yùn)用 現(xiàn)今，汽車工業(yè)中的先進(jìn)焊接技術(shù)很多，這里只列舉出與車身焊接相關(guān)的焊接新技術(shù)。1.電阻焊的節(jié)能及控制技術(shù) 1聯(lián)體懸掛式點(diǎn)焊機(jī) 汽車工業(yè)中運(yùn)用最多的是懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，一個(gè)車間往往是幾十或上百臺(tái)，其容量大多在100kVA以上，在汽車薄板的焊接中得到了

5、廣泛的運(yùn)用。2電阻焊機(jī) 目前電阻焊機(jī)大量運(yùn)用交流50Hz的單相交流電源，容量大、功率因數(shù)低 。開展三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級(jí)整流接觸焊機(jī)已在普通型點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、凸焊機(jī)中 運(yùn)用和IGBT逆變電阻焊機(jī)，可以處置電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)可達(dá)09以上的問題。 同時(shí)還可進(jìn)一步節(jié)約電能，利于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的微機(jī)控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及 其他難焊金屬的焊接。另外還可進(jìn)一步減輕設(shè)備分量。v3電阻焊的控制 西南交通大學(xué)針對(duì)一工廠鋁合金車圈對(duì)焊研制成車圈焊接PLC可編程控制器智能控制器，對(duì)原機(jī)進(jìn)展了改造，處置了鋁合金車圈的焊接質(zhì)量問題，提高了焊接消費(fèi)率。后又同一工廠研制了PLC縫焊控制器，處置了對(duì)普通

6、清理要求制件的縫焊問題。經(jīng)過這兩項(xiàng)控制器的研制，證明了PLC比單片微機(jī)控制器抗干擾才干強(qiáng)，可*性高；比工控機(jī)控制器體積小、本錢低，運(yùn)用通用的單相工頻交流電阻焊機(jī)完成了高難度的對(duì)焊及縫焊任務(wù)。v2.氣體維護(hù)焊接技術(shù)v1外表張力過渡的波形控制法 方法的關(guān)鍵是用2個(gè)電流脈沖完成1個(gè)熔滴過渡，第1個(gè)電流脈沖構(gòu)成熔滴并使之長(zhǎng)大，直至熔滴與工件短路；第2個(gè)電流脈沖是1個(gè)短時(shí)窄脈沖并不時(shí)檢測(cè)其di/dt，同時(shí)控制電流脈沖值，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾姶攀湛s力，使熔滴頸部收縮變細(xì)，最后*熔池外表張力拉斷，完成1個(gè)熔滴過渡而不產(chǎn)生飛濺。2逆變電源波形控制 利用逆變電源良好的動(dòng)特性和靈敏的可控性，采用波形控制，在短路階段初期

7、抑制電流上升，以減少電磁力在剛構(gòu)成小橋時(shí)熔滴過渡的妨礙和爆斷，減少大顆粒飛濺，并利于熔滴在熔池?cái)傞_；當(dāng)熔滴在熔池?cái)傞_后，使電流迅速上升，以加速構(gòu)成縮頸，以后再慢速上升到一較低峰值，使小橋爆斷時(shí)飛濺減少。3氬弧焊新技術(shù) 氬弧焊有非熔化極TIG和熔化極MIG兩種，均用于汽車工業(yè)有色金屬和高合金鋼焊接中。為了改善CO2氣體維護(hù)焊的成形和減少飛濺，采用參與80%或20%Ar的混合氣體維護(hù)焊。3.高能束熱源焊接及加工技術(shù) 高能束熱源是指能量密度已大于5108W/m2的熱源電子束、離子束和激光，在汽車工業(yè)中均有運(yùn)用，目前國外開展的新技術(shù)有：1激光和電弧復(fù)合加熱焊接 激光焊接可焊出窄而深的焊縫，電弧焊接可焊

8、出寬而淺的焊縫；前者投資大，后者本錢低，兩者特性組合，會(huì)大大提高焊接效率。激光和電弧復(fù)合加熱焊接的焊炬設(shè)計(jì)特別重要，兩熱源的夾角要盡能夠小，焊炬也設(shè)計(jì)成激光+雙電弧電源。 該方法已在48mm厚的鋼構(gòu)造中運(yùn)用，正擬用于更薄的汽車部件消費(fèi)和鋁合金焊接中。激光除了在焊接及精細(xì)切割中運(yùn)用外，還在摩擦面構(gòu)成儲(chǔ)油細(xì)花紋或重熔復(fù)合層，以提高耐磨性方面運(yùn)用。2等離子體的運(yùn)用 氬氣維護(hù)的等離子焊接切割早已在各行業(yè)運(yùn)用，主要用于合金鋼和有色金屬加工。目前空氣等離子切割已普遍運(yùn)用于普通鋼鐵和有色金屬的切割，國內(nèi)鐵路客車廠引進(jìn)了水下等離子切割，以減少變形和提高精度。發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥體早已采用填充圈等離子焊接。近十幾年來粉末

9、等離子堆焊有很大開展，可進(jìn)展小熔合比的薄層料精細(xì)堆焊，能堆焊各種特種合金外表。 三、汽車工業(yè)中焊接新資料的開展趨勢(shì) 隨著轎車開展的日趨緊湊小型化、輕量化、新資料的運(yùn)用使轎車資料構(gòu)成發(fā)生了明顯改動(dòng)，未來轎車車身體料仍以鋼板為主，為使鋼板厚度減薄，將廣泛采用高強(qiáng)度鋼板。同時(shí)為了提高車身的防腐蝕性能，世界上不少汽車廠家在轎車消費(fèi)中大量運(yùn)用了鍍鋅鋼板。另外，還運(yùn)用鋁合金、塑料及陶瓷等資料。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)末并不會(huì)在大批量轎車消費(fèi)中出 現(xiàn)全鋁車身或全塑車身。 1.鍍鋅鋼板 在美國焊接學(xué)會(huì)分會(huì)的會(huì)議上討論汽車工業(yè)中運(yùn)用的金屬板焊接問題時(shí)，有關(guān)專家指出，焊接鍍鋅鋼板最有出路的方法是激光焊接。但是由于

10、該過程如今自動(dòng)化程度還不夠，必需完善汽車工業(yè)中廣泛運(yùn)用的接觸點(diǎn)焊方法。這種方法的主要缺陷是在焊件與電極接觸中鋅的大量過渡而使電極燒損較快。故建議運(yùn)用Al2O3彌散微粒強(qiáng)化的Cu-Zn和Cu-Cr合金制造的電極，可在最小電抗下焊接，以保證獲得最小的焊接接頭尺寸。v2.高強(qiáng)度鋼板 v為了實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化，提高汽車平安性能，高強(qiáng)度鋼板在汽車中的運(yùn)用正在逐年添加，現(xiàn)今呈現(xiàn)了新一代的高強(qiáng)度鋼板資料超細(xì)晶粒鋼。該鋼種主要指在經(jīng)濟(jì)目的進(jìn)一步提高的根底上，鋼鐵資料的強(qiáng)度、韌性比現(xiàn)有的鋼材提高一倍。新一代超細(xì)晶粒鋼在組織構(gòu)造上具有超細(xì)晶粒、高干凈度、高均勻度的特性。 當(dāng)前用于研討的新一代超細(xì)晶粒鋼主要有400M

11、Pa級(jí)和800MPa級(jí)兩種。 在對(duì)新一代鋼鐵的研討上，我國與國際程度并沒有什么差距，幾乎是同時(shí)起步，同日、韓兩國共處世界的領(lǐng)先位置。但是由于呈現(xiàn)的時(shí)間較短，所以參與研討的單位也并不很多，主要是以鋼鐵研討總院和清華大學(xué)機(jī)械系為主。在對(duì)超細(xì)晶粒鋼的焊接技術(shù)進(jìn)展一定的研討后，獲得了一些先進(jìn)成果。v3.鋁合金v 鋁合金具有分量輕、強(qiáng)度高及抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的建筑資料，汽車工業(yè)中也逐漸在運(yùn)用鋁合金資料的零部件。鋁合金焊接有五個(gè)主要的特點(diǎn)： 1鋁合金外表有一層致密的氧化薄膜熔點(diǎn)約2050，焊接時(shí)如未能將其去除，將會(huì)影響根本金屬的熔化質(zhì)量，構(gòu)成夾雜等質(zhì)量問題。 2熱導(dǎo)率大約為鋼的4倍，導(dǎo)電性好，焊接時(shí)假設(shè)

12、要到達(dá)與鋼一樣的焊速，那么焊接熱輸入要比焊鋼時(shí)大24倍。3線膨脹系數(shù)大，焊件有產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力、變形及裂紋的傾向。4易呈現(xiàn)氣孔。5鋁合金焊接接頭的強(qiáng)度降低。 鋁合金焊接的這些特點(diǎn)，正是我們?cè)谘兄坪附釉O(shè)備和焊接工藝時(shí)應(yīng)仔細(xì)對(duì)待的問題，只需這樣才干開發(fā)出適宜鋁合金焊接的設(shè)備、資料和焊接工藝。v四、汽車工業(yè)焊接的總體開展趨勢(shì) 1.開展自動(dòng)化柔性消費(fèi)系統(tǒng) v 縱觀整個(gè)汽車工業(yè)的焊接現(xiàn)狀，不難分析出汽車工業(yè)的焊接開展趨勢(shì)為：開展自動(dòng)化柔性消費(fèi)系統(tǒng)。而工業(yè)機(jī)器人，因集自動(dòng)化消費(fèi)和靈敏性消費(fèi)特點(diǎn)于一身，故轎車消費(fèi)近年來大規(guī)模、迅速地運(yùn)用了機(jī)器人。在焊接方面，主要運(yùn)用的是點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人。 焊接消費(fèi)線要

13、高度自動(dòng)化，廣泛采用6自在度的機(jī)器人，且機(jī)器人具有焊鉗儲(chǔ)存庫，可根據(jù)焊裝部位的不同要求或焊裝產(chǎn)品的變卦，自動(dòng)從儲(chǔ)存庫抓換所需焊鉗。傳輸安裝那么已開展為采用無人駕駛的更具柔性化的感應(yīng)導(dǎo)向小車。v 2.開展輕便組合式智能自動(dòng)焊機(jī) 國內(nèi)汽車焊接程度與國外相比差距很大。近年來，國內(nèi)的汽車制造廠都非常注重焊接的自動(dòng)化。如一汽引進(jìn)的捷達(dá)車身焊裝車間的13條消費(fèi)線的自動(dòng)化率達(dá)80%以上。各條線都由計(jì)算機(jī)可編程控制器PLC-3控制，自動(dòng)完成工件的傳送和焊接。焊接由R30型極坐標(biāo)式機(jī)器人和G60肘節(jié)式機(jī)器人61臺(tái)進(jìn)展，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)由微機(jī)控制，數(shù)字和文字顯示，磁帶記錄儀輸入 和輸出程序。機(jī)器人的動(dòng)作采用點(diǎn)到點(diǎn)的序步軌跡，具有很高的焊接自動(dòng)化程度，既改善了任務(wù)條件，提高了產(chǎn)質(zhì)量量和消費(fèi)率，又降低資料耗費(fèi)。 類似的高程度的消費(fèi)線，在上海、武漢等地都有合資及引進(jìn)，包括了德國、美國、