汽车焊接新技术.pptVIP

第一讲 汽车焊接新技术 邢亚哲 长安大学材料学院 2009.06.18 主要内容 汽车焊接技术概述 电阻焊、电弧焊和特种焊 焊接机器人、焊接数值模拟、车身焊装工艺的虚拟设计及焊接新材料 汽车制造中的焊接新技术 高效节能的电阻焊、气体保护焊、激光焊接、 激光-电弧复合焊接等 汽车制造业中焊接的发展趋势 第一节 汽车焊接技术概述 电阻焊(resistance welding) 电阻焊(又称压力焊)是一种常用的焊接方法,它是利用电流直接流过工件本身及工件间的接触面所产生的电阻热,使工件局部加热到高塑性或熔化状态,同时加压而完成的焊接过程 点焊的工艺过程： （1）预压，保证工件接触良好 （2）通电，使焊接处形成熔核及塑性环 （3）断电锻压，使熔核在压力继续作 用下冷却结晶，形成组织致密、无 缩孔、裂纹的焊点。 电弧焊（CO2气体保护焊、氩弧焊、焊条电弧焊和埋弧焊等） 第二节 机器人焊接、焊接数值模拟、 车身焊装工艺的虚拟设计及 焊接新材料 第三节 汽车制造中的焊接新技术 第四节 汽车焊接的发展趋势 日本已开发了采用数值计算的熔核直径在线自适应控制技术的点焊质量控制方法(根据温度变化情况确定点焊部位的发热情况,由此推算是否可以获得确保点焊质量的熔核直径,使焊点质量稳定可靠且焊接喷溅减少,电极寿命延长)。但这种方法计算量大,设备一次投资增加。 焊接过程监控质量控制技术的开发及应用现状 西南交通大学针对铝合金车圈研制成车圈焊接PLC智能控制器，解决了铝合金车圈的焊接质量问题， 其抗干扰能力、可靠性等比单片微机控制器更好， 比工控机控制器体积小、成本低。 汽车制造中的焊接新技术 （二）气体保护焊的稳定焊接技术 短路过渡的电流波形控制法 用两个电流脉冲过渡一个熔滴的波形控制法, 可限制短路过渡时金属液桥爆断的能量, 减少飞溅, 提高短路过渡的稳定性。 第一个电流脉冲 熔滴长大并与工件短路 第二个短时脉冲 检测短路电流上升速度 控制短路电流峰值 产生电磁收缩 力并形成缩颈 拉断 细颈 熔池 表面张力 熔滴稳定过 渡而无飞溅 汽车制造中的焊接新技术 逆变电源波形控制法 逆变电源 良好的动特 性和可控性 波形控制 在熔滴短路过滤的初期抑制短路电流上升 减少电磁收缩力 并防止熔滴爆断 减少大颗粒飞溅 利于熔滴在 熔池摊开 电流迅速上升 电磁收缩力增加 加速形 成缩颈 电流缓慢上升 到一较低值 从而使缩颈爆断时飞溅减少 汽车制造中的焊接新技术 氩弧焊技术 氩弧焊有非熔化极（TIG）和熔化极（MIG）两种，均用于汽车工业有色金属和高合金钢焊接中。为改善CO2气体保护焊的成形和减少飞溅,采用80%CO2+20%Ar的混合气体保护焊。 汽车制造中的焊接新技术 （三）激光焊接及其复合焊接技术 激光焊接原理 金属 升温气化 激光 金属蒸气离 开熔池表面 产生附加 反作用力 熔化金属表 面向下凹陷 激光斑下 形成凹坑 激光斑直接射入坑底形成细长的小孔 反冲压力、液态金属的表面张力、重力平衡时 小孔停止 继续深入 金属在小孔前方熔化，绕过小孔流向后方重新凝固形成焊缝 汽车制造中的焊接新技术 激光深熔焊原理 汽车制造中的焊接新技术 激光焊接设备 控制系统 激光器 光导系统 焊接机器人 功率小5kW 薄小零件 功率大6-15kW 波长短，有利 于金属表面吸收 可利用光纤传输 以简化光导系统 Nd:YAG(钕钇铝石榴石) 固体激光器 CO2气体激光器 汽车制造中的焊接新技术 激光焊接特点 （1）能量密度高、适合于高速焊接 （2）焊接时间短、材料本身的热变形及热影 响区小，尤其适合高熔点、高硬度加工 （3）无电极、工具等的磨损消耗 （4）对环境无污染 （5）可通过光纤实现远距离、普通方法难以 达到的部位、多路同时或分时焊接 （6）很容易改变激光输出焦距及焊点位置 （7）很容易搭载到机器人装置上 汽车制造中的焊接新技术 汽车车身顶盖与侧面激光焊接代替点焊 汽车制造中的焊接新技术 车顶激光焊接 汽车制造中的焊接新技术 后顶盖的激光焊缝 汽车制造中的焊接新技术 激光焊接焊缝断面形貌 汽车制造中的焊接新技术 激光焊接的应用现状 国内：上海大众、神龙、东风等为数不多的几家合 资公司 国外：Volvo最早开发车顶激光焊 德国大众在Audi A6、Golf A4、Passat 、 BMW的5系列和Opel的Vectra等车型也采用 车顶激光焊 奔驰首先在C级车后立柱上采用激光填丝焊 接;