焊接是現(xiàn)代機械制造業(yè)中一種必要的工藝方法猎蚀，在汽車制造中得到廣泛的應(yīng)用簿馍。

主要內(nèi)容：

一恒欣、焊接的定義和分類

二移良、常見的焊接方法及其優(yōu)缺點

三、焊接缺陷及其控制方法

四髓界、汽車焊接新技術(shù)和新方向

一辰稽、焊接的定義和分類

焊接的定義：焊接是指通過加熱或者加壓，或者兩者并用咪犹；加或不加填充材料爷瓜；使兩分離的金屬表面達到原子間的結(jié)合，形成永久性連接的一種工藝方法遭屑。

常見的焊接方法有熔焊享偎，壓焊和釬焊三種，詳細的分類方法如下表所示贴袖。

熔焊：焊接過程中漏匹，將焊接接頭在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)。由于被焊工件是緊密貼在一起的苞毡，在溫度場铅乡、重力等的作用下，不加壓力烈菌，兩個工件熔化的融液會發(fā)生混合現(xiàn)象阵幸。待溫度降低后，熔化部分凝結(jié)芽世，兩個工件就被牢固的焊在一起挚赊，完成焊接的方法诡壁。

壓焊：利用焊接時施加一定壓力而完成焊接的方法，壓力焊又稱壓焊荠割。鍛焊妹卿、接觸焊、摩擦焊蔑鹦、氣壓焊夺克、冷壓焊、爆炸焊屬于壓焊范疇嚎朽。

釬焊：采用比母材熔點低的金屬材料作釬料铺纽，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔化溫度哟忍，利用液態(tài)釬料潤濕母材诫瑞，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。

焊接方法分類

二融确、常用的焊接方法及其優(yōu)缺點

點焊

電焊示意圖

屬于電阻焊的一部分喘玄，將被焊金屬工件壓緊于兩個電極之間，并通以電流醒横，利用電流經(jīng)過工件接觸面及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱蝗悼，將其局部加熱到熔化成塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種連接方式浙辫。點焊是一種高速类菊、經(jīng)濟的連接方法。它適于制造可以采用搭接郊檐、接頭不要求氣密玩捉、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構(gòu)件茴怀，點焊要求金屬要有較好的塑性词宴。這種方法廣泛用于汽車殼體、配件找筝、家具等低碳鋼產(chǎn)品的焊接蹈垢。

優(yōu)點：

l熔核形成時始終被塑性環(huán)包圍，熔化金屬與空氣隔絕袖裕，冶金過程簡單曹抬。

l加熱時間短，熱量集中急鳄，故熱影響區(qū)小谤民，變形與應(yīng)力也小。通常在焊后不必安排較正和熱處理工作疾宏。

l無需焊絲张足、焊條等填充金屬触创，以及氧氣、乙炔为牍、氬氣等焊接耗材哼绑，焊接成本低。

l操作簡單碉咆，易于實現(xiàn)機械化和自動化抖韩。

l生產(chǎn)率高，噪聲小且無有害氣體嫌盲。

缺點及局限性：

l目前還缺乏可靠的無損檢測方法董记，焊接質(zhì)量只能靠工件試樣和工件的破壞性試驗來檢查铆贞，靠各種監(jiān)控和監(jiān)測技術(shù)來保證赐赁。

l點、縫焊的搭接接頭不僅增加了構(gòu)件的質(zhì)量伶摩，而且因在兩板間熔核周圍形成尖角雕踊，致使接頭的抗拉強度和疲勞強度均較低。

l設(shè)備功率大昂幕，機械化挺候、自動化程度較高，使設(shè)備的成本較高庶化，維修較困難即钞。

MIG焊

熔化極氣體保護電弧焊是采用連續(xù)等速送進可熔化焊絲與焊件之間的電弧作為熱源熔化焊絲和母材金屬，形成熔池和焊縫的焊接方法迹姆。為了得到良好的焊縫應(yīng)利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護熔滴部爱、熔池金屬及焊接區(qū)高溫金屬免受周圍空氣的有害作用。

優(yōu)點：

lGMAW法可以焊接所有的金屬和合金岭埠。

l克服了焊條電弧焊法條長度的限制盏混。

l能進行全位置焊。

l電弧的熔敷率高惜论。

l焊接速度高许赃。

l焊絲能連續(xù)送進，所以得到長焊縫沒有中間接頭馆类。

l由于產(chǎn)生的熔渣少混聊，可以降低焊后清理工作量。

l它是低氫焊方法乾巧。

l焊接操作簡單句喜，容易操作和使用。

l缺點及局限性：

l焊接設(shè)備復(fù)雜卧抗，價格較貴又不便于攜帶藤滥。

l因焊槍較大鳖粟，在狹窄處的可達性不好，因此影響保護效果拙绊。

l室外風(fēng)速應(yīng)小于1向图。5m/s，否則易產(chǎn)生氣孔哟俩，所以室外焊接應(yīng)采取主風(fēng)措施碉讯。

lGMAW是明弧焊，應(yīng)注意預(yù)防輻射和弧光褐琼。

螺柱焊：

將金屬螺柱或類似的其他金屬緊固性（栓订淑、釘?shù)龋┖附拥焦ぜㄒ话銥榘寮┥先サ姆椒ń凶雎葜浮Ｂ葜附蛹夹g(shù)是為提高焊接質(zhì)量和效率而發(fā)展起來的一項專業(yè)焊接技術(shù)涤瘸。通過螺柱焊接的方法搁排，我們可以將柱狀金屬在5ms~3s的短時間內(nèi)焊接到金屬母材的表面，焊縫為全斷面熔合延砾。由于焊接時間短占窥，焊接弧度高，焊接能量集中段辈，操作方便唆海，焊接效率高，對母材熱損傷小等特點憾宅，這項技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在汽車等行業(yè)赞季。實現(xiàn)螺柱焊的方法有電阻焊、摩擦焊奢驯、爆炸焊以及電弧焊等申钩。

優(yōu)點：

l焊接時間短，只有1-3ms叨橱，空氣來不及侵入焊接區(qū)典蜕，焊接接頭已經(jīng)形成，因此無需保護措施罗洗。

l螺柱直徑與被焊工件壁厚之比可以達到8-10愉舔，最小板厚約0.5mm。

l不用考慮螺柱長度的焊接收縮量伙菜，這是因為溶池很小轩缤，而且接頭是塑性連接。

l接頭沒有外部可見的焊腳贩绕，不需要進行接頭外觀質(zhì)量檢查火的，不會有氣孔、裂紋等缺陷淑倾。

TIG焊

在惰性氣體的保護下馏鹤，利用電極與母材金屬（工件）之間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的焊接過程涮饱。

優(yōu)點：

l惰性氣體不與金屬發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，也不溶于金屬牵蠢，為獲得高質(zhì)量的焊縫提供了良好條件常择。

l焊接工藝性能好，明弧仓疯，能觀察電弧及熔池笆赤，即使在小的電流下電弧仍然燃燒穩(wěn)定，焊接過程無飛濺魂欺，焊縫成型美觀粮唯。

l容易調(diào)節(jié)和控制焊接熱輸入，適合于薄板或?qū)崦舾胁牧系暮附印?/p>

l電弧具有陰極清理作用虏绑。

l適用于全位置焊浇找，是實現(xiàn)單面焊雙面成型的理想方法。

缺點及局限性：

l熔深較淺虫甲，焊接速度較慢淡箱，焊接生產(chǎn)率較低。

l鎢極載流能力有限辩块，過大的電流會使焊接接頭的力學(xué)性能降低，特別是塑性和沖擊韌度降低荆永。

l對工件的表面要求較高废亭。

l焊接時氣體的保護效果受周圍氣流的影響較大，需采取防護措施具钥。

l生產(chǎn)成本較高豆村。

凸焊：

凸焊同點焊一樣，均屬于電阻焊骂删，凸焊與點焊的差別在于掌动，凸焊的工件上需要預(yù)制一定形狀和尺寸的凸點，焊接過程中電流通路面積的大小決定于凸點尺寸宁玫，而不像點焊那樣決定于電極端面尺寸粗恢。

優(yōu)點（與點焊相比較）：

l一次同電可以同時焊接多個焊點，不僅生產(chǎn)率高欧瘪，而且沒有分流影響眷射。

l電流密集于凸點，與點焊相比佛掖，焊接電流分布更集中只逐，故可用較小電流進行焊接，并能可靠地形成較小的熔核虚蹋。

l凸點的位置準確荞亩，尺寸一致蒿蛆，各點的強度比較均勻。

l電極的磨損量比點焊小驾腕，因而大大降低了電極的保養(yǎng)和維修費用俏堆。

l與點焊相比，工件表面的油烟内、銹篡呆、氧化皮、鍍層和其他涂層對凸焊的影響較小面旋。

l可以焊接一些點焊難以焊接的板厚組合摇龟。

缺點及局限性（與點焊比較）：

l需要沖制凸點的附加工序。

l有時電極比較復(fù)雜吟沮。

l當一次同電焊接多個焊點時遮乾，需要使用高電極壓力、高機械精度的大功率焊機刹勃。

三堪侯、焊接缺陷及其控制方法

1.未熔合

主要是焊縫金屬和母材之間或焊道金屬和焊道金屬之間未完全熔合的部分，即填充金屬粘蓋在母材上或者是填充金屬層間而部分金屬未熔合在一起荔仁。

防止措施：

l稍減焊接速度伍宦，略增焊接電流，使熱量增加到足以熔化母材或前一層焊縫金屬乏梁；

l焊條角度及運條應(yīng)適當次洼，要照顧到母材兩側(cè)溫度及熔化情況；對由熔渣遇骑、臟物等所引起的未熔合卖毁，要加強清渣，將氧化皮等臟物清理干凈落萎；

l注意分清熔渣和鐵水亥啦，焊條有偏心時應(yīng)調(diào)整角度使電弧處于正確方向；

l氣體保護焊尤宜控制焊接速度不要過高练链，電弧電壓偏低翔脱，維持一定的弧長，保持射流過渡沽票，而且優(yōu)先應(yīng)用氦混合氣體作為保護氣體撤筐；

l半自動焊或埋弧自動焊場合，焊絲直接對準接頭根部以確保根部焊透憋考。

2.咬邊

咬邊是焊接過程中午伍，電弧將焊縫邊緣熔化后，沒有得到填充金屬的補充，在焊縫金屬的焊趾區(qū)域或根部區(qū)域形成溝槽或凹陷傲轮。

防止措施：

l選用合適電流舆鸿，避免電流過大；

l控制焊接速度百膳，使其必須滿足所熔敷的焊縫金屬完全充填于母材所有已熔化的部分翰发；

l采用擺動工藝時，在坡口邊緣運條稍慢些冀态，焊條應(yīng)做短時停頓吮骑，以使焊縫金屬與鄰接板料之間的溫度相近，在坡口中間運條速度要快些赋遇，并使填充金屬與基本金屬混合均勻循头；

l手工焊要控制焊條的位置，在角焊時炎疆，焊條要采用合適的角度和保持一定的電弧長度卡骂，保持運條均勻，既要保證完全熔化形入，又要使焊接熔池形成飽滿的外形全跨；

l盡量采用短弧焊；

l當有可能形成過量咬邊時亿遂，應(yīng)盡量避免在水平位置施焊角焊縫浓若，而采用船形位置焊接；

l過量的擺動也容易形成咬邊崩掘，可采用多道焊工藝克服這一缺陷七嫌。

3.焊瘤

焊瘤是過量的焊縫金屬流出基體金屬熔化表面而未熔合，這種金屬是由于熔池溫度過高苞慢，使液體金屬凝固較慢，在自重作用下下墜而形成英妓。也就是在焊接過程中挽放，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。在角焊縫中產(chǎn)生的頻度多于對接焊縫呈篱。

防止措施：

l正確選擇工藝參數(shù)质脐，間隙不宜過大，選用較平焊小10%~15%的焊接電流臣塑，嚴格控制熔池溫度嗜谎，防止過高；

l選用小直徑焊條施焊特干，焊條左右擺動中間快些早知，兩側(cè)稍慢些，在邊緣有稍停留的穩(wěn)弧動作時間；

l在對接焊第一層時南砰，要注意熔池溫度敲骏，密切觀察熔池形狀。如發(fā)現(xiàn)開始有下墜跡象應(yīng)立即滅弧涨拣，讓熔池溫度稍微下降蝇降，再引弧焊接；

l選擇合適的焊條傾角它褪，使用堿性焊條時宜采用短弧焊接饵骨，運條速度要均勻。

4.弧坑

弧坑是由于斷弧或收弧不當茫打，在焊縫末端形成的凹陷居触，而后續(xù)焊道焊接之前或在后續(xù)焊道焊接過程中未被消除，弧坑通常出現(xiàn)在焊縫尾部或接頭處包吝，弧坑不僅削弱焊縫截面饼煞，而且由于冷速較高，雜質(zhì)易于集聚诗越，而伴隨產(chǎn)生氣孔砖瞧、夾渣、裂紋等缺陷嚷狞。

防止措施：

l正確地選擇焊接電流块促；

l采用斷續(xù)滅弧法或用收弧板，將弧坑引至焊件外面床未；

l手工電弧焊在收弧過程中焊條在收尾處作短時間停留或作幾次環(huán)形運條竭翠，使足夠的焊條金屬填滿熔池；

l在埋弧自動焊時薇搁，分兩步按下“停止”按扭祠劣，目的是為了填滿弧坑。

5.凹坑

焊后在焊縫表面或背面形成低于母材表面的局部低洼部分叫凹坑挺皆，焊縫背面的凹坑通常又叫內(nèi)凹耗萝。

防止措施：

l壓短弧長、調(diào)整焊條傾角和適當減少裝配間隙否因；

l焊條在收尾處稍多停留一會舆佩，為避免因停留時間過長，導(dǎo)致熔池溫度過高榔晃，而造成熔池過大或焊瘤泌榕，應(yīng)采用幾次斷續(xù)滅弧來填滿，即在該處稍停留后就滅弧招殊，待其稍冷后再引弧气岁，并填充一些熔化金屬诲猴，這樣幾次便可將凹坑填滿。但堿性直流焊條不宜采用斷續(xù)滅弧法做身，否則易產(chǎn)生氣孔丸爵。

6.未焊透

未焊透是指基本金屬之間，或者基本金屬與熔敷金屬之間的局部未熔合現(xiàn)象汁咏，它和未熔合有些相似亚斋，有時很難區(qū)別。

防止措施：

l正確選擇坡口型式和裝配間隙攘滩，注意坡口兩側(cè)及焊層之間的清理帅刊；

l正確選擇焊接電流的大小漂问；

l隨時調(diào)整運條中焊接的角度赖瞒，使熔化金屬之間及熔化金屬與基本金屬之間充分熔合；

7.燒穿

焊接過程中蚤假，熔化金屬自坡口背面流出栏饮，形成穿孔的缺陷。

防止措施：

l減小焊接電流磷仰，適當增加焊接速度袍嬉；

l嚴格控制焊件間隙，并保證這種間隙在整個焊縫長度上的一致性灶平。

四伺通、汽車焊接新技術(shù)和新方向

激光焊接技術(shù)

激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的一種高效精密的焊接方法。帆伯，焊接過程屬熱傳導(dǎo)型嫌隆，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散代投，通過控制激光脈沖的寬度荷况、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)灾您，使工件熔化旷厨，形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點院籍，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中容蕉。

激光焊接的特點是被焊接工件變形極小衡达，幾乎沒有連接間隙，焊接深度/寬度比高亩当，因此焊接質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方法高郎抖。汽車工業(yè)中，激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接茫舶。

塑料焊接技術(shù)

超聲波塑焊是將高頻率機械振動通過工件傳到接口部分械巡，使分子加速運動。分子摩擦轉(zhuǎn)換成熱量使接口處塑料溶化饶氏，從而使兩個焊件以分子聯(lián)接方式真正結(jié)合為一體讥耗。因為這種分子運動是在瞬間完成的，所以絕大部分的超聲波塑焊可以0.25～0.5s內(nèi)完成疹启。

Branson塑料焊接技術(shù)已被成功地運用于汽車保修杠古程、儀表板和儀表盤、剎車顯示燈喊崖、方向指示器挣磨、汽車門板以及其他與發(fā)動機有關(guān)的零部件制造工業(yè)中。近年來荤懂，原先許多傳統(tǒng)使用金屬的零部件也開始用塑料代替茁裙，如進氣管，儀表指針节仿，散熱器加固晤锥，油箱，過濾器等颊鳄。

電阻焊的節(jié)能及控制技術(shù)

發(fā)展三相低頻電阻焊機槽脑、三相次級整流接觸焊機和IGBT逆變電阻焊機，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題谤蚌，同時還可進一步節(jié)約電能煌摊，利于實現(xiàn)參數(shù)的微機控制，可更好地適用于焊接鋁合金檐鹤、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接资杆。另外還可進一步減輕設(shè)備重量。

等離子焊（PAW）

等離子是指在標準大氣壓下溫度超過3000℃的氣體冈彭，在溫度譜上可以把其看作為繼固態(tài)课陪、液態(tài)、氣態(tài)之后的第四種物質(zhì)狀態(tài)骏点。等離子弧焊是在鎢極氬弧焊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種焊接方法贱钩。等離子弧焊用的熱源則是將自由鎢弧壓縮強化之后而獲得電離度更高的電弧等離子體，稱等離子弧谷芬，又稱壓縮電弧唉堪。

等離子的焊接工藝應(yīng)用在油箱的兩個半圓邊緣的焊接。氬氣保護的等離子焊接切割早已在各行業(yè)應(yīng)用肩民，主要用于合金鋼和有色金屬加工唠亚。發(fā)動機氣閥體早已采用填充圈等離子焊接链方。近十幾年來粉末等離子堆焊有很大發(fā)展，可進行小熔合比的薄層料精細堆焊灶搜，能堆焊各種特種合金表面祟蚀。

TCP自動校零技術(shù)

TCP自動校零是用在機器人焊接中的一項新技術(shù)，它的硬件設(shè)施是由一梯形固定支座和一組激光傳感器組成割卖。當焊槍以不同姿態(tài)經(jīng)過TCP支座時前酿，激光傳感器都將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與最初設(shè)定值進行比較與計算。當TCP發(fā)生偏離時究珊，機器人會自動運行校零程序薪者，自動對每根軸的角度進行調(diào)整，并在最少的時間內(nèi)恢復(fù)TCP零位剿涮。

目前在波羅后橋及帕薩特副車架的機器人焊接生產(chǎn)線上均采用了該技術(shù)言津，大大方便了設(shè)備調(diào)整，節(jié)約了調(diào)整時間取试，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量署氏。

焊縫自動跟蹤技術(shù)

焊縫自動跟蹤技術(shù)為電弧電壓跟蹤傳感，該系統(tǒng)具有尋找焊縫起始點馁掺、終點以及弧長參考點晓够，焊接過程中根據(jù)弧長的變化，用電弧傳感器控制電壓自適應(yīng)控制寻币。這種方法也只能應(yīng)用于角接接頭形式擅锚，對于轎車底盤零件大量的薄板搭接焊縫，因無法尋找弧長參考點也無法應(yīng)用瓶虽。

機器人焊接

工業(yè)機器人赊真，因集自動化生產(chǎn)和靈活性生產(chǎn)特點于一身，故轎車生產(chǎn)近年來大規(guī)模珍诡、迅速地使用了機器人盒蚁。在焊接方面，主要使用的是點焊機器人和弧焊機器人尼袁。國內(nèi)汽車焊接水平與國外相比差距很大陋晒，焊接的自動化已經(jīng)引起國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家的重視。

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