汽车设计中的工艺知识.

汽车设计中的工艺知识

一． 汽车零件对板材的要求： 1 焊接工艺要求：

材料中的碳份是对材料性能影响的最主要因素：

C — 焊接性能 ； C — 焊接性能 材料中的合金成分是对材料性能影响的重要要因素

合金元素 —焊接性能 ； 合金元素 — 焊接性能

为易于焊接，材料的碳当量C H 一般不得大于0.45 % ，碳钢含碳量≤0.25 %，合金钢含碳量≤0.18 %

2 冲压工艺要求：

延长率δ要大，越大，拉延性能越好；

屈强比 σs/σb 要小，越小，塑性变形性能越好；

屈服极限·弹性模数比σs/ E 要小，越小，冲压回弹越小。

焊接:

焊接性能分：“良好”“一般”“较差”“不好”四个等级

含碳量越高越难焊一般碳钢C% < 0.25 合金钢C% < 0.18% — 可焊性好

碳钢含碳量高于C% > 0.45; 合金钢含碳量高于C% >0.38% — 可焊性不好

1) 碳当量 C H % = C + 6

1

Mn + 5

1Cr + 4

1Mo +

24

1

Si C H >0.45% — 难焊 C H <0.45% — 易焊

例如: 25号钢: C 0.25 Mn 0.7 Cr<0.25 Mo Si 0.20

C H % = C + 61Mn + 51Cr + 4

1Mo +

24

1

Si =0.25 + 61×0.7 + 51×0.25 + 24

1

×0.2 = 0.37%

45号钢: C 0.45 Mn 0.7 Cr<0.25 Mo Si 0.2 16锰: C 0.16 Mn 1.5 Cr<0.25 Mo Si 0.4

C H % = C + 6

1Mn + 5

1Cr + 4

1Mo +

24

1

Si 0.16 + 61×1.5 + 51×0.25 + 24

1

×0.2 = 0.42%

低碳钢: C<0.25% 中碳钢:C=0.25%～0.6% 高碳钢C>0.6% 普通碳素钢: S ≤0.055% P ≤0.045% 优质碳素钢: S ≤0.045% P ≤0.040% 高级优质碳素钢: S ≤0.035% P ≤0.035%

热轧钢板: 一般用途,并能进一步深加工成冷轧钢板,可进行普通拉延

(P)

冷轧钢板: 适合于冲压与拉延,进行深拉延(S)最深拉延(Z)复杂拉延(F)

很复杂拉延(HF)最复杂拉延(ZF)

几种提法：

1. 深0～100㎜ -----拉延； 100～200㎜ 深拉延； 200～300㎜ 最深拉延

2. 0～160㎜ ----- 拉延 ； ≥160㎜ 深拉延

薄钢板: < 4.0㎜ 钣金工 厚钢板: 4.0～14㎜ 冷作工

国际焊接学会推荐碳当量C H % = C + 61Mn +51Cr+ 51Mo + 51V +151N i + 15

1

Cu 适合σb = 500～900MP a 日本JIS 标准规定C H % = C + 61

Mn +241Si + 401N i + 51Cr + 41Mo + 14

1V 适合σb = 500～1000MP a

2)焊点直径d: δ: 焊件板厚不同厚度时取薄板厚

d = 1.2δ+4 (δ≤3㎜) d = 1.5δ+4 (δ>3㎜)

δ=1㎜ d =4.2㎜δ=2㎜ d =6.4㎜

δ=3㎜ d =7.6㎜δ=4㎜ d =10㎜（焊工手册：d = 2δ+3）

凹陷应满足h=0.1～0.15δ

3)焊点距离: 当板厚比 >3建议不用点焊

板厚 (㎜) 最小点距(㎜)

1 15(二层) 20 (三层)

2 25(二层) 30(三层)

3 30(二层) 40(三层)

4 40(二层) 50(三层)

4)点焊板厚: 由焊机结构形式不同使用场合不同,汽车车身制造用悬

挂式点焊机较多。

汽车工程手册制造篇P503 “由于焊钳强度受到一定限制，导线断面尺寸受到一定限制，因此一般焊接板厚在3㎜以下”。

一般焊接板厚≤3㎜二层或三层时总厚≤6㎜

板厚超过4㎜则在工艺上要特别关注例如电焊机

落地点焊机: 焊2+2 DN16或DN25

焊3+3 DN75 （或4+4）

5)电弧焊—气体保护焊

手工电弧焊—用焊条(有药模保) 规格:粗细强度等级焊缝质量: 焊缝强度要高于母材,如20钢σs 280,σb460而焊

条性能σ b 420～1000MPa。

气体保护焊—用惰性气体保护有氩气、氦气、氮气、氢气、二氧

化碳气。一般有三种:二氧化碳气体保护焊、惰性气体

保护焊和混合气体保护焊。

气体保护焊的优缺点: 1. 电弧可见便于调节 2没有熔渣 3易于机械化与自动化 4无飞溅或少飞溅 5焊接速度快，

热影响区小 6适宜薄板焊接编 7光辐射强 8焊接

设备价格高。

一般常用的: 1.氩弧焊 2.二氧化碳气体保护焊。 3.混合气体保护焊

使用焊丝有空心、实心二种。粗细常用有：υ0.8 υ1.0 υ1.2 υ1.4υ1.6等。气体从焊丝与焊枪缝隙喷出,空心焊丝中心为产生电

弧口。

碳钢及低合金钢用气体: Ar + O

2； Ar + CO

2

； CO

2

； Ar

TIG焊机: 钨极惰性气体保护焊—常用于薄板焊接

MIG焊机: 熔化极惰性气体保护焊—常用于>2㎜薄板与中板焊接。

二氧化碳气体保护焊机: 用二氧化碳气体进行保护,穿透力强,可用于10㎜以上的钢板,焊接变形小,对油、锈敏感性低,气体及焊丝成本

低。缺点是:易烧损合金元素,飞溅大,焊枪重操作不便。

价格: MIG焊机/ TIG焊机 = 1.6 ～ 2

图上标志：

一般电弧焊—标1；氩弧焊—标131；二氧化碳气体保护焊—标135 混合气体保护焊— (标准不明确) 标131或135

点焊

N或技术条件)