汽车焊接新技术
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电阻焊主要特点：
（1）电压低, 电流大 (几千 ~ 几万A), 完成一 个焊接接头时间极短(0.01 ~几秒), 所以 生产率很高
汽车焊接技术概述
（2）焊接时加热、加压同时进行, 接头在 压力下焊合
（3）焊接时不需要填充金属及焊药
电阻焊的焊接 (按接头形状不同) （1）点焊 （2）缝焊(滚焊) （3）凸焊 （4）对焊
汽车焊接技术概述
电阻焊的缺点：
（1）目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量 只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检 查，以及靠各种监控技术来保证。
（2）点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重 量，且因在两板焊接熔核周围形成夹角，致 使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。
（3）设备功率大，机械化、自动化程度较高，使 设备成本较高、维修较困难，并且常用的大 功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。
相对传统熔焊，摩擦焊优势： （1）焊接接头质量高——能达到焊缝强度
与基体材料等强度； （2）焊接效率高、质量稳定、一致性好； （3）可实现异种材料焊接等。
摩擦焊技术经过长年的发展，已经发展出很 多种类：包括惯性摩擦焊、径向摩擦焊、线 性摩擦焊、轨道摩擦焊、搅拌摩擦焊等。
汽车焊接技术概述
搅拌摩擦焊（FSW）:
汽车焊接技术概述
摩擦焊通常由如下四个步骤构成： a、机械能转化为热能； b、材料塑性变形； c、热塑性下的锻压力； d、分子间扩散再结晶。
摩擦焊相较传统熔焊最大的不同点在于整个 焊接过程中，待焊金属获得能量升高达到的 温度并没有达到其熔点，即金属是在热塑性 状态下实现的类锻态固相连接。
汽车焊接技术概述
汽车焊接技术概述
▪ 电弧焊（CO2气体保护焊、氩弧焊、焊条 电弧焊和埋弧焊等）
在汽车制造中的应用
（1）CO2气体保护电弧焊—车身蒙皮、车箱、 后桥、车架、横梁 后桥壳管、传动轴、 液压缸等。
（2）氩弧焊—用于机油盘、铝合金零部件。 （3）焊条电弧焊—支架、车架、备胎架等厚板
零部件。 （4）埋弧焊—半桥套管、法兰、天然气汽车的
汽车焊接技术概述
点焊
点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在 两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金 属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用 于薄板焊接。
在汽车制造中应用：汽车车身焊装, 包括 车身底板、侧围、车架、车顶、车门及车 身总成等部分的焊装。据统计, 每辆汽车 车身上约有5000多个电阻点焊焊点。
第一讲 汽车焊接新技术
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
压力容器等。
Βιβλιοθήκη Baidu
汽车焊接技术概述
▪ 特种焊（摩擦焊、电子束焊、激光焊、氧乙 炔焊和钎焊）
摩擦焊
传统定义：利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使 端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的 一种压焊方法。
现代定义：在压力作用下，通过待焊工件的摩擦界 面及其附近温度升高，材料的变形抗力降低、塑性 提高、界面氧化膜破碎，伴随着材料产生塑性流变， 通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊 接方法。
1991年英国焊接研究所发明, 是 一种在机械力和摩擦热作用下的 固相连接方法
如图，带特殊轴肩和针凸 的柱形搅拌头旋转着缓慢 插入被焊接工件，搅拌头 和被焊接材料之间的摩擦 剪切阻力产生了摩擦热， 使搅拌头邻近区域的材料 热塑化（焊接温度一般不 会达到和超过被焊接材料 的熔点），当搅拌头旋转 着向前移动时，热塑化的 金属材料从搅拌头的前沿 向后沿转移，并且在搅拌 头轴肩与工件表层摩擦产 热和锻压共同作用下，形 成致密固相连接接头。
在汽车生产中主要用于车身零部件、减震器 阀杆、制动蹄等。
汽车焊接技术概述
对焊
电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其端面紧 密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后断电 并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。电阻对焊主 要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要 求不太高的焊件。
闪光对焊是将焊件装配成对接接头，接通电源， 使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加 热这些接触点，在大电流作用下，产生闪光，使 端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到 预定温度时，断电并迅速施加顶锻力完成焊接的 方法。
汽车焊接技术概述
闪光对焊的接头质量比电 阻焊好，焊缝力学性能与 母材相当，而且焊前不需 要清理接头的预焊表面。 闪光对焊常用于重要焊件 的焊接。可焊同种金属， 也可焊异种金属；可焊 0.01mm的金属丝，也可焊 20000mm的金属棒和型材。
在汽车中对焊主要用于 钢圈、排进气阀杆等
对焊过程示意图
汽车焊接技术概述
汽车焊接技术概述
点焊过程
点焊机
汽车焊接技术概述
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。
汽车焊接技术概述
缝焊
缝焊的过程与点焊相似，只是以旋转的圆 盘状滚轮电极代替柱状电极，将焊件装配 成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之 间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送 电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。
电阻焊的优点：
（1）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金 属
与空气隔绝，冶金过程简单。 （2）加热时间短，热量集中，故热影响区小， 变
形与应力也小，通常在焊后不必安排校正 和
热处理工序。 （3）不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、 乙
炔、氢等焊接材料，焊接成本低。 （4）操作简单，易于实现机械化和自动化，改 善
在汽车生产中主要用于密封性焊接或缝点 焊工件。如油箱、机油盘、消声器、减震 器封头、车身顶盖雨檐等
汽车焊接技术概述
凸焊
凸焊是点焊的一种特殊形式，其利用零件原 有的型面倒角、底面或者预制的凸点作为上 下两工件的接触面，施加压力并通电流，达 到在凸点处焊合的一种电阻焊方法。凸焊时， 一次可在接头处形成一个或多个熔核。
（1）电压低, 电流大 (几千 ~ 几万A), 完成一 个焊接接头时间极短(0.01 ~几秒), 所以 生产率很高
汽车焊接技术概述
（2）焊接时加热、加压同时进行, 接头在 压力下焊合
（3）焊接时不需要填充金属及焊药
电阻焊的焊接 (按接头形状不同) （1）点焊 （2）缝焊(滚焊) （3）凸焊 （4）对焊
汽车焊接技术概述
电阻焊的缺点：
（1）目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量 只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检 查，以及靠各种监控技术来保证。
（2）点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重 量，且因在两板焊接熔核周围形成夹角，致 使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。
（3）设备功率大，机械化、自动化程度较高，使 设备成本较高、维修较困难，并且常用的大 功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。
相对传统熔焊，摩擦焊优势： （1）焊接接头质量高——能达到焊缝强度
与基体材料等强度； （2）焊接效率高、质量稳定、一致性好； （3）可实现异种材料焊接等。
摩擦焊技术经过长年的发展，已经发展出很 多种类：包括惯性摩擦焊、径向摩擦焊、线 性摩擦焊、轨道摩擦焊、搅拌摩擦焊等。
汽车焊接技术概述
搅拌摩擦焊（FSW）:
汽车焊接技术概述
摩擦焊通常由如下四个步骤构成： a、机械能转化为热能； b、材料塑性变形； c、热塑性下的锻压力； d、分子间扩散再结晶。
摩擦焊相较传统熔焊最大的不同点在于整个 焊接过程中，待焊金属获得能量升高达到的 温度并没有达到其熔点，即金属是在热塑性 状态下实现的类锻态固相连接。
汽车焊接技术概述
汽车焊接技术概述
▪ 电弧焊（CO2气体保护焊、氩弧焊、焊条 电弧焊和埋弧焊等）
在汽车制造中的应用
（1）CO2气体保护电弧焊—车身蒙皮、车箱、 后桥、车架、横梁 后桥壳管、传动轴、 液压缸等。
（2）氩弧焊—用于机油盘、铝合金零部件。 （3）焊条电弧焊—支架、车架、备胎架等厚板
零部件。 （4）埋弧焊—半桥套管、法兰、天然气汽车的
汽车焊接技术概述
点焊
点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在 两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金 属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用 于薄板焊接。
在汽车制造中应用：汽车车身焊装, 包括 车身底板、侧围、车架、车顶、车门及车 身总成等部分的焊装。据统计, 每辆汽车 车身上约有5000多个电阻点焊焊点。
第一讲 汽车焊接新技术
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
压力容器等。
Βιβλιοθήκη Baidu
汽车焊接技术概述
▪ 特种焊（摩擦焊、电子束焊、激光焊、氧乙 炔焊和钎焊）
摩擦焊
传统定义：利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使 端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的 一种压焊方法。
现代定义：在压力作用下，通过待焊工件的摩擦界 面及其附近温度升高，材料的变形抗力降低、塑性 提高、界面氧化膜破碎，伴随着材料产生塑性流变， 通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊 接方法。
1991年英国焊接研究所发明, 是 一种在机械力和摩擦热作用下的 固相连接方法
如图，带特殊轴肩和针凸 的柱形搅拌头旋转着缓慢 插入被焊接工件，搅拌头 和被焊接材料之间的摩擦 剪切阻力产生了摩擦热， 使搅拌头邻近区域的材料 热塑化（焊接温度一般不 会达到和超过被焊接材料 的熔点），当搅拌头旋转 着向前移动时，热塑化的 金属材料从搅拌头的前沿 向后沿转移，并且在搅拌 头轴肩与工件表层摩擦产 热和锻压共同作用下，形 成致密固相连接接头。
在汽车生产中主要用于车身零部件、减震器 阀杆、制动蹄等。
汽车焊接技术概述
对焊
电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其端面紧 密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后断电 并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。电阻对焊主 要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要 求不太高的焊件。
闪光对焊是将焊件装配成对接接头，接通电源， 使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加 热这些接触点，在大电流作用下，产生闪光，使 端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到 预定温度时，断电并迅速施加顶锻力完成焊接的 方法。
汽车焊接技术概述
闪光对焊的接头质量比电 阻焊好，焊缝力学性能与 母材相当，而且焊前不需 要清理接头的预焊表面。 闪光对焊常用于重要焊件 的焊接。可焊同种金属， 也可焊异种金属；可焊 0.01mm的金属丝，也可焊 20000mm的金属棒和型材。
在汽车中对焊主要用于 钢圈、排进气阀杆等
对焊过程示意图
汽车焊接技术概述
汽车焊接技术概述
点焊过程
点焊机
汽车焊接技术概述
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。
汽车焊接技术概述
缝焊
缝焊的过程与点焊相似，只是以旋转的圆 盘状滚轮电极代替柱状电极，将焊件装配 成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之 间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送 电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。
电阻焊的优点：
（1）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金 属
与空气隔绝，冶金过程简单。 （2）加热时间短，热量集中，故热影响区小， 变
形与应力也小，通常在焊后不必安排校正 和
热处理工序。 （3）不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、 乙
炔、氢等焊接材料，焊接成本低。 （4）操作简单，易于实现机械化和自动化，改 善
在汽车生产中主要用于密封性焊接或缝点 焊工件。如油箱、机油盘、消声器、减震 器封头、车身顶盖雨檐等
汽车焊接技术概述
凸焊
凸焊是点焊的一种特殊形式，其利用零件原 有的型面倒角、底面或者预制的凸点作为上 下两工件的接触面，施加压力并通电流，达 到在凸点处焊合的一种电阻焊方法。凸焊时， 一次可在接头处形成一个或多个熔核。