《汽车车身轻量化结构与轻质材料》课程第4章 轻质车身结构的连接工艺.pptVIP

汽车车身轻量化结构与轻质材料 汽车车身轻量化结构与轻质材料 第四章 轻质车身结构的连接工艺 汽车制造过程中采用的连接工艺主要有热装配、机械装配和粘接三大类。关于轻质材料的连接工艺主要采用点焊、激光焊、胶接、铆接等技术。 4.1 传统焊接技术 传统焊接技术 熔化焊接 固相焊接 熔化固相焊接 钎焊 4.1传统焊接技术 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 焊接既是一个装配工艺过程，又是一个复杂的冶金过程、热处理过程以及焊接变形与应力的产生过程。 4.2 点焊 4.1 4.2点焊 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 点焊通常分双面点焊和单面点焊两大类。电极、工艺参数、材料厚度和属性、接头设计是影响连接质量的关键。 点焊机专用电极 接头的设计 4.3 激光焊接 几种用于激光拼焊板工艺的焊接方法比较 焊接工艺 优点 缺点 说明 CO2激光 焊接 灵活性高，防腐性能好 成本高工艺复杂 应用最普遍的焊接工艺 YAG激光焊接 采用光纤传送，灵活性更好，非线性焊接的能力高 成本高Nd：YAG 激光器的能量低 由于Nd：YAG激光器的输出能量正逐渐提高，较有发展潜力，新的系统正开始应用生产 电阻焊 可靠性高，成本较低 防腐差，焊缝厚，线性焊接 仅次于CO2激光焊接，比激光焊接的成本低 电子束焊 （非真空） 高速，高能 系统不完善，成本高 已用于生产厚的框架零件，并正在研究用于板材 高频感应 焊接 焊接速度快 不完善，焊缝长度受限 VOLVO公司已将该方法用于生产 4.1 4.2 4.3激光焊接 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 YAG固体激光器 CO2气体激光器 快速激光焊接接头凝固裂纹的形成 4.3 激光焊接 4.1 4.2 4.3激光焊接 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 激光焊接热循环，焊接裂纹，焊接接头的软化是激光焊应用需要进一步研究的方向 。 4.1 4.2 4.3 4.4胶焊 4.5 4.6 4.7 4.8 4.4 胶焊 采用了面接合的形式； 提高了接合效率； 增强了刚性； 实现了结构的轻量化 粘合剂应保证胶焊工艺能够经受恶劣的形式环境而不产生失效； 确保长期使用下保持比较高的弹性模量和冲击性能 粘合剂在汽车上的应用主要部位 奔驰S级 罗孚 大众Polo 大众Touran 奔驰E级 奔驰S级 美洲狮XJ 宝马7系 宝马1系 斯柯达明锐 奥迪A6 奔驰S级 奥迪Q7 A B D C 粘接长度 m 年 4.1 4.2 4.3 4.4胶焊 4.5 4.6 4.7 4.8 4.4 胶焊 粘合剂在越来越多的汽车上应用 与老款相比： 一阶弯曲刚度提高34％ 扭转刚度增加20％ 质量减少7kg 4.1 4.2 4.3 4.4胶焊 4.5 4.6 4.7 4.8 4.4 胶焊 05款A6 老款A6 △ 零部件数 345 287 +58 焊点 5102 6147 -1045 铆接 364 0 +364 压铆 83 63 +20 激光焊 + 激光钎料 0 + MIG焊 + Weld pin 408 220 +188 结构粘接 + 衬套 22 5 +17 制造BIW机器 603 480 +123 激光钎料 激光焊接 MIG焊 铆接 点焊 新、老奥迪A6应用粘接剂前后的比较 从功能来分，车用胶可分为结构胶、半结构胶、密封胶和修补胶；从使用的部位来看，其又可分为车身、内饰、发动机和底盘零部件等工艺用胶。 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5电弧焊 4.6 4.7 4.8 4.5 电弧焊 熔化极惰性气体保护电弧焊 熔化极氩弧焊 钨极惰性气体保护焊 激光－MIC复合焊接机头 电弧复合焊接的原理图 铝合金的连接多采用熔化极惰性气体保护电弧焊和激光电弧焊，其焊接电流大，焊接速度快，热影响区小，生产效率高，可焊接厚件，工业上应用广泛。 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 胶接 4.7 4.8 4.6 胶接 胶接剂 分 类 典型代表 有机胶粘剂 合成胶粘剂 树脂 ? 热固性胶粘剂 ? 酚醛树脂、不饱和聚酯 ? 热塑性胶粘剂 ? α-氰基丙烯酸酯 橡胶 ? 单一橡胶 ? 氯丁胶浆 ? 树脂改性 ? 氯丁-酚醛 混合型 ? 橡胶与橡胶 ? 氯丁-丁腈 ? 树脂与橡胶 ? 酚醛-丁腈、环氧-聚硫 ?热固性树脂与热塑性树脂 ? 酚醛-缩醛、环氧-尼龙 天然胶粘剂 ? 动物胶粘剂 ? 骨胶、虫胶 ? 植物胶粘剂 ? 淀粉、松香、桃胶 ? 矿物胶粘剂 ? 沥? 青 ? 天然橡胶胶粘剂 ? 橡胶水 无机胶粘剂 ? 磷酸盐 ? 磷酸-氧化铝 ? 硅酸盐 ? 水玻璃 ? 硫酸盐 ? 石? 膏 ? 硼酸盐 4.1