车身焊接工艺

图3-4
电阻焊的技术参数只有： 压力 电流（包括通电时间）─→热效应 电极直径
二、分类
电阻焊的种类较多。 按接头形式分为搭接电阻焊和对接电阻焊
其中搭接电阻焊又可以分为：
点焊——简单连接； 凸焊； 缝焊——用于气密性焊接结构。
而对接电阻焊也可以分为：
电阻对焊； 闪光对焊。
1、点焊
如图3-4所示，板件3由铜合金电极2压紧，通电加热至工件内 部形成应有尺寸的熔化核心4，断电，熔核降温冷却凝固后去除压 力。
图3-15
2、电极压力
通过改变电极压力可以调整加热强度和控制塑性变形的范围和 强度。
电极压力大小的选择与被焊材料、焊件厚度、焊接规范有关， 被焊材料的高温强度大，材料厚度大和焊接规范硬等都应加大电极 压力。
3、电极形状和直径
点焊低碳钢时：常用平面电极，其工作表面直径可根据板厚选用。
d = 2 δ+ 3 式中： δ—— 焊接板厚
被焊接的两块板料就依靠此尺寸不大的焊点形成牢固接头。
按对工件供电方式，点焊可又可分为： 双面点焊 图3-4所示，工件两侧供电，可用双电极或一个电极、另一导
电垫板。 单面点焊 图3-5所示，单侧供电。
图3-4
图3-5
2、凸焊
3、缝焊
4、对焊
对焊均为对接接头形式，常用有： 电阻对焊与闪光对焊，如图3-8所示。它们的区别主要在于通 电在加压的前后。
四、电阻焊的电阻
电阻焊是利用被焊接件的电阻热效应来加热熔化的。根据焦耳 定律，发热量：
Q
t
0
i
2
t
•
Rt
•
dt
I
2
•
R
•
t
上式将电流和电阻看成为常数，积分所得。 式中： t—— 焊接通电时间, Sec;
R(t)、R——两电极之间的总电阻，Ω； i2(t)——焊接区的瞬时电流值，A。
其中电阻值R，与焊接方法有关，一般都由三部分组成：
图3-12
2、通电加热
这是整个焊接循环的关键阶段，熔核随通电加热逐渐形成并长 大，达到既焊透又不烧穿。
图3-13 两电极接触面间的金属柱内的电流密度较大，加热速度 快；金属柱外电流密度小，加热速度较慢。
电极是铜质→电阻小→热效应低，并且是由水冷的─→散热快 升温小。
形成图3-13所示的温度分布。低碳钢在15000C左右开始熔化， 在中心似四方形区域内，希望温度分布在1200~15000C 范围内达到 熔融状态─→ 在压力下形成熔核。
补3-3-1
3-2 电阻焊
电阻焊又称接触焊，压力焊 是汽车车身的主要焊接方法之一。大家在工厂中生产实习参观 时见到的装焊线，其中的绝大多数为电阻焊→其中最主要的又是点 焊。一辆轿车有5000多个焊点，焊缝总长度可以达到40米上。如图 3-1所示。
一、定义Βιβλιοθήκη Baidu
图3-4，先将置于两电极之间的工件加压，并在工件焊接处通以 电流，利用工件本身的电阻热效应来加热，使其形成局部熔化，并 在压力继续作用下断电冷却凝固而形成牢固的接头。这种工艺过程 称为电阻焊。
5、闪光对焊
闪光对焊是将焊件置于钳口中夹紧后，先接通电源，再将焊件 缓慢靠拢接触，因端面个别点的接触而形成火花，加热达一定程度 (端面有熔化层，并沿长度有一定塑性区)后，突然加速送进焊件， 并进行顶锻。
三、电阻焊的优缺点
1)因是内部热源，热量集中，加热时间短促，在焊点形成过程 中始终被塑性环包围，故电阻焊冶金过程简单，热影响区小，变形 小，易于获得质量较高的焊接接头，特别是在汽车车身大型覆盖件 上，易于满足焊接质量。
焊件厚度，δ 电极压力，P
表3-1
3-3 点焊
一、焊点形成过程 每个焊点的形成过程都由这四个基本阶段组成——预压、通电
加热、锻压、休止。 1、预压
电极开始加压─→焊接电流开始接通之前的阶段。 作用：使焊件的焊接处有良好接触，为接通焊接电流作准备。 预压力的大小要保证有合适的接触电阻。
图3-11
如果采用球面电极：球面半径40~100mm。
补3-15-1
补3-15-2
五、点焊的接头形状
点焊接头形状关系到焊接质量、甚至能否施焊等。 图3-16 汽车车身覆盖件中常见的点焊结构形式：
Chapter 3 车身焊接工艺
图3-1
图3-2
图3-3
3-1 概述
汽车车身是由薄板构成的复杂结构件，薄板先冲压成 形，再经过电阻焊（可能包括CO2气体保护焊）等焊接工 艺，将成百上千个组件焊装而成的。
焊接的实质是：将两个分离的固体表面无限靠近，使 其原子间产生足够的吸引力而连接在一起。
对于汽车车身装焊，除去焊接技术水平外，设计定位 迅速和准确的装焊夹具等也是我们装焊工艺设计的主要任 务。
图3-13
图3-14
3、锻压
切断焊接电流以后，应维持一定的锻压时间。
4、休止
此时，电极提升，移动焊件，准备下一个点的焊接。
二、点焊的工艺参数
主要包括：焊接电流Iw和通电时间tw 、电极电压P 、电极直径d。 1、焊接电流Iw和通电时间tw
图3-15所示为通电时间与焊点强度的关系： 曲线AB段较陡，其中焊接区未达到焊接温度，焊点只是在塑性 状态下焊接的，未形成 熔核，属于未熔化焊接。焊点强度σb ↓低且 不稳定；焊接电流和通电时间微小变化─→会引起强度较大变化。 在曲线的B点，金属开始熔化，形成熔核。 曲线BC段较平缓，属熔化焊接。 在曲线的C点附近达到热平衡，继续通电加热，焊点升温和金 属散热加快同时存在，熔核增长速度不大，焊点强度较稳定。。
R 2Rb Rc Rbj
式中： Rbj——两电极与板件间的接触电阻； Rc——两板件之间的接触电阻； Rb——板件本身电阻。
1、接触电阻
如图3-9所示，实际的接触面因为凹凸不平而部分接触，电流通 过些接触点时，由于导电面积突然减小，造成电流密度增大，形成 接触电阻。
2、Rb焊件内部电阻
焊件内部电阻的热效应，是主要热源。 图3-10焊件电阻Rb与电极直径，d
2)电阻焊焊接时，在工件的焊缝区不加任何填充材料，不但节 省金属材料，降低成本，而且生产率也高。
3)电阻焊时，不放出有害的气体和强光，劳动条件较好 易于安 排在生产线中。
4)电阻焊操作简单，可通过多点焊、夹具和自动传送装置的联 合使用，较易实现机械化和自动化。
5)使用电阻焊时，由于电压低(几伏)、 电流大(达几十千安培)， 要求电源功率大，有的高达1000kVA以上，因而一般馈电网负荷困 难。