汽车钣金维修6-1车身传统焊接工艺

车身传统焊接工艺,知识目标： 1、了解焊接的种类和方法； 2、掌握车身焊接采用的方法有哪些； 3、学会氧乙炔焊的焊接工艺； 4、掌握手工电弧焊焊接工艺。 能力目标： 结合所学内容，能够正确的进行焊接操作。 建议学时： 6学时,焊接是对焊件进行局部或整体加热，使焊件产生塑性变形溶化，形成焊件间的原子结合，从而实现永久连接的工艺方法。 车身组件多由钢板或型钢构成，常用的焊接方法有气体保护焊、电阻点焊、气焊、手工电弧焊等。 但随着高强度钢板和铝合金等金属在车身板件上的普遍使用，气焊和手工电弧焊要求要避免使用。 焊接具有节省钢材、操作简单、密封性能好等优点。,一、焊接工艺的分类,1、压焊,焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法称为压焊。 常用的压焊方法有电阻点焊(凸焊、点焊、缝焊)、摩擦焊、超声波焊等。电阻点焊是车身上应用较多的焊接方法。,图6-1-1 压焊-电阻点焊,2、熔焊,焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。 1）气焊:利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊件和焊丝而进行金属连接的一种焊接方法。,图6-1-2 熔焊-气焊,2）电弧焊:利用电弧放电时产生的热量(5000)熔化焊条和焊件，从而获得牢固接头的焊接过程。按照电极是否熔化分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊。,图6-1-3 熔焊-电弧焊,3、钎焊,焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。,图6-1-4 钎焊,4、常用的焊接方法,1）手弧焊:是以外部涂料的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下一方面产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体相互作用。熔渣更重要的作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。,2）埋弧焊:是以连续送丝的焊丝作为电极和填充金属。 焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局、部母材熔化形成焊缝。埋弧焊可以采用较大的焊接电流。与手弧焊相比，其焊缝质量好，焊接速度高。因此，多用于机械化焊接。,3）钨极气体保护电弧焊：这是一种不熔化极气体保护焊，是利用钨极和工件之间的电弧金属熔化而形成焊缝。焊接过程中钨极不熔化，只起电极的作用。同时由焊炬的喷嘴送进氩气或氦气做保护。还可以根据需要另外添加金属。在国际上简称为TIG焊。,4）熔化极气体保护电弧焊:是利用连续送进的焊丝与工件之间的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护焊来进行焊接。通常用的保护气体有：氩气、氦气、CO2或这些气体的混合。 以氩气或氦气为保护气体时称为熔化极惰性气体保护电弧焊，在国际上简称为MIG；以惰性气体与氧化性气体混合味保护气体，或以CO2或O2混合气为保护气体时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊，在国际上简称MAG。,5）等离子弧焊:也是一种不熔化极电弧焊，是利用电极和工件之间的等离子弧实现焊接的。所用的电极通常 是钨极。焊接时可以外加填充金属，也可以不加填充金属。 6）点焊:使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。,二、氧乙炔焊接工艺,氧乙炔是熔焊的一种形式，将乙炔和氧气在一个腔内混合，在喷嘴处点燃后作为一种高温热源(3000)，将焊条和母材熔化，冷却后母材就熔合在一起了。 由于氧乙炔焊接操作要将热量集中在某一部位，热量将会影响周围的区域而降低钢板的强度。因此汽车制造厂都不赞成使用氧乙炔来修理车身。但氧乙炔在车身修理中有其他的作用，如进行热收缩、表面清洁和切割非结构性零部件等。,1、氧乙炔焊接设备,包括钢瓶、调节器、焊枪、减压器、回火防止器、气体压力表、气瓶及橡胶管等。,图6-1-5 氧乙炔焊接设备,1）钢瓶：分别装有氧气、乙炔气体。 氧气瓶：由无缝高等级钢制成，瓶身为蓝色，使用时应该注意不要将瓶中氧气全部用完，应至少留100kPa以上的氧气压力，以于安全、除尘和充气充足； 乙炔瓶：用较薄的钢板焊接而成，瓶身为白色且瓶径较粗，其工作压力是14.7MPa。,2）调节器：将气瓶输出的高压经调节后输出恒定的低压，因此也称为减压器。 氧气调节器的承受压力较高，安装螺纹为右旋； 乙炔调节器的承受压力较低，安装螺纹为左旋。,图6-1-6 氧气调节器,图6-1-7 乙炔调节器,3）焊枪：将气瓶内流出的氧气和乙炔在焊炬体内以适当的比例混合并产生火焰。这火焰能够将钢熔化。,图6-1-8 氧乙炔焊炬,4）气体压力表,图6-1-9 气体压力表,2、氧乙炔火焰的类型,氧气炔的火焰作为焊接和切割的热源，根据两种气体的比例不同，产生不同配比的火焰有着不同的用途。火焰由焰心、内焰、外焰组成；火焰有中性焰、碳化焰和氧化焰3种形式。,1）中性焰(标准火) 氧、乙炔比例为1:1(按体积计算)，焰心呈尖锥形，白色而明亮，轮廓清楚。焰心温度较低，一般为800-1200。内焰呈蓝白色，内焰处在焰心前2-4mm部位，燃烧最激烈，温度较高，可达3000-3200。这个区域最合适焊接。,中性焰在燃烧时生成的一氧化碳及氢气，能与金属中的氧作用使熔池中的氧化铁还原，焊缝质量比较优良。,图6-1-10 中性焰,2）碳化焰(还原焰) 碳化焰的氧气少于乙炔的含量，焰心较长，呈蓝白色。内焰呈淡蓝色，它的长度与碳化焰内乙炔的含量有关。外焰带有橘红色。碳化焰3层火焰之间没有明显轮廓。碳化焰的最高温度为27003000。,图6-1-11 碳化焰,3）氧化焰 氧气多于乙炔的含量，整个火焰具有氧化性，焰心短而尖，内焰很短，几乎看不到，外焰呈蓝色，火焰挺直，燃烧时发出急剧的“嘶嘶”声。氧化焰的比例较大，则整个火焰就越短，噪声也就越大。氧化焰的最高温度可达3100-3400左右。,过多的氧和铁发生作用生成氧化铁，使钢的性质变坏、脆化，熔池的沸腾现象也比较严重。一般材料的焊接，绝不能采用氧化焰。但可用于焊接黄铜和锡青铜。气割时，通常使用氧化焰。,图6-1-12 氧化焰,图6-1-13 氧乙炔火焰的三种形式,3、火焰的点燃、调整和熄灭,1）火焰的点燃和调整 首先分别将氧气和乙炔调节器调到适当的压力。将乙炔调节阀旋转1/2圈，点火，进而继续开大乙炔阀使之出现红花色的火焰。 缓缓打开氧气调节阀，使火焰变蓝直至获得清晰鲜明的亮白色火焰为止，得到中性焰。在中性焰基础上进行调节，可分别获得碳化焰和氧化焰。,2）火焰的熄灭 首先关闭乙炔调节阀，然后再关闭氧气调节阀。 在氧乙炔焊的焊接中，焊炬可朝向焊缝或背向焊缝操作，称为正向焊接和逆向焊接，在这两种操作中焊炬和焊条的角度要有所调整。,图6-1-14 氧乙炔焊接的操作,三、手工电弧焊焊接工艺,什么是电弧,两电极之间的气体介质产生强烈而持久的放电现象。其实质是一种局部气体到电现象。电弧放电的同时，会产生高热和强光。这就是电弧的光、热特性。,1、手工电弧焊机的组成,手工电弧焊由焊机、电源、连接导线、焊炬、搭铁块、焊条等组成。,图6-1-15 手工电弧焊机,2、手工电弧焊工作原理,手工电弧焊是利用电弧放电时所产生的热量作为热源，加热、熔化焊条和焊件并使之相融合，形成牢固接头的焊接过程。,图6-1-16 手工电弧焊操作过程,3、手工电弧焊的特点,1）设备简单通用，可用成本较低的交流或直流焊接电源； 2）灵活方便，几乎可用于焊接各种位置、各种厚度和形状的焊件； 3）焊条品种齐全，可供焊接不同钢材时选用；,4）焊接质量主要决定于焊工的熟练程度和焊条的质量。 5）焊接效率低。 6）采用气-渣联合保护。焊条药皮组成物质中的造气剂，分解产生的气体能隔离空气，保护熔池的后半部及凝固后并处于高温的焊缝。 7）焊接时，焊工必须采取必要的防护措施。,4、焊条的选用,根据需要焊接的板件材质来选择焊条的种类，酸性焊条和碱性焊条的特性对比表如下：,表6-1-1 酸性焊条和碱性焊条的特性,5、焊接电流的调节,焊接电流的调节根据焊条的直径来选择。,平焊时可以将焊接电流调大一些。碱性焊条使用的焊接电流要比酸性焊条小，否则焊缝中容易产生气孔。,表6-1-2 焊条直径与焊件厚度适应关系,6、焊接电压的调节,电弧电压主要取决于电弧的长度。电弧长，则电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。在焊接过程中，电弧并不宜过长，应力求使用短弧为好。碱性焊条的弧长应较酸性焊条短些；立、仰焊时应逼平焊时短些。,7、焊接速度,焊接过程中，焊接速度要适中，又要均匀。既要保证不被烧穿，又要保证焊缝质量。在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用大直径的焊条和大的焊接电流，适当加快焊接速度，以便提高生产效率。,8、手工电弧焊的基本操作方法,1）引弧 产生焊接电弧时应先进行引弧。手工电弧焊的引弧方法采用用碰击引弧法和划擦引弧法。,图6-1-17 手工电弧焊的引弧方法,引弧时，焊条末端(焊芯金属)与工件接触而发生短路，由于接触面实质上只是某些点的接触，因此强大的短路电流通过这些接触点时，产生了大量的电阻热，使焊条与工件的接触部分因温度急剧升高而熔化。当焊条稍抬起后，焊条与工件两电极间的空气便于工件在高温、电场的作用下发生剧烈电离，从而产生焊接电弧。,操作要领,焊条要迅速提起，否则会粘在焊件（粘条）。若产生粘条，可将焊条左右摆动，然后立即拉开； 焊条不能提起太高，否则会灭弧； 若焊条划擦焊件时不起弧，可将焊条在焊件上重敲几下，清除焊条端部的药皮后，即可起弧。,焊接电弧的燃烧是否稳定，对焊接质量影响很大，焊接电弧的不稳定会造成焊缝质量低劣。影响焊接电弧稳定性的因素主要有焊接电源的种类和极性、焊条药皮、焊接工艺参数、焊道表面清洁度、焊条的烘焙及焊工操作技术的熟练程度等。,2）运条 起弧后，按照焊缝的状况操作焊条的方式称为运条。,图6-1-18 焊条的运条方式 a ) 直线型运条法 b ) 直线往复运条法 c ) 锯齿形运条法 d ) 月牙形运条法 e ) 三角形运条法 f ) 环形运条法,焊条与工件应保持一定的位置进行运动，焊条与焊件的夹角为70°80°，并不断向熔池送进，同时沿焊缝均匀横向摆动和向前移动。 焊接电弧过长，会造成电弧不稳定，飞溅多，熔深浅，易产生气孔，而且焊波也不平整，焊条向下移动的同时必须向焊缝末端作直线形的轨迹运动，以保证焊缝金属的一定高度和宽度。,操作要领,焊速慢，熔池则大，焊缝则宽（薄件要焊穿），而焊速快，熔池则小，焊缝窄（厚件强度差），如焊速太快，工件没有熔化则不能形成正常熔池，焊缝间断，焊速快慢不均，造成熔池有大有小，焊缝宽窄不一致，使质量下降，所以，在确定好焊接规范后，操作时抓住正常熔池的形成，就能焊出均匀平整的焊缝。,3）焊缝的连接和收尾 焊接较长的焊缝时，需要几跟焊条才能完成焊缝的焊接，为了获得均匀、连续的焊缝，在每根焊条或焊缝的结尾处，应做一个收尾动作。常用的收尾方法有：划圈法和反复断弧发。,划圈法：对于较厚的板件应采用划圈法收尾。 在焊缝结尾处，焊条停止向前移动，同时划圈，直到填满弧坑时，再慢慢提起焊条熄弧。 反复断弧法：对于较薄板件采用反复断弧法收尾。 当焊条焊到焊缝结尾处，应在较短的时间内，反复熄灭和点燃电弧数次，直到填满弧坑为止。,接弧的操作方法： 在焊缝的结尾（弧坑）稍前处（约10mm）引弧，引弧后电弧拉长一些，使接头处得到必要的预热，同时也可借此机会看清弧坑后即可向前进入正常焊接，焊接时应特别注意，起头和结尾要保持同样的高度和宽度。,4）熔渣的清理和焊缝的检验及补焊 焊件的冷却： 在刚刚焊过的焊缝处覆盖的焊渣温度很高，为了保证焊缝的质量，不能立即清除，要等焊件冷却后才能清除，防止烫伤。 焊缝上的熔渣的清除： 用清渣锤从焊缝的一端轻轻敲击冷却了的熔渣壳，残余细小的熔渣则用钢丝刷清理，直到清除干净。,焊缝的检验： 对清渣后的焊缝进行观测，检查是否存在夹渣、焊穿、未焊透等焊接